專利名稱：液晶顯示裝置和視野角控制面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將顯示面板的視野角在廣視野角與窄視野角之間切換 的視野角控制面板和具有該視野角控制面板的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
顯示裝置一般要求具有盡可能廣的視野角，以使無論從哪個視角 觀看都能夠看到鮮明的圖像。特別地，最近廣泛普及的液晶顯示裝置， 因為液晶本身具有視角依賴性，所以關(guān)于廣視野角化進(jìn)行了各種技術(shù) 開發(fā)。
但是，根據(jù)使用環(huán)境的不同，也存在只有使用者本人能夠看到顯 示內(nèi)容的視野角窄才合適的情況。特別地，筆記本型個人計算機(jī)、便
攜式信息終端(PDA:Personal Data Assistant (個人數(shù)據(jù)助理))或便 攜式電話等，在電車或飛機(jī)內(nèi)等會存在不特定的許多人的場所中使用 的可能性也很高。在這樣的使用環(huán)境中，從保持機(jī)密和保護(hù)隱私等觀 點(diǎn)出發(fā)，不讓近旁的別人窺視顯示內(nèi)容，因此希望顯示裝置的視野角 窄。這樣，近年來，使1臺顯示裝置的視野角根據(jù)使用狀況在廣視野 角和窄視野角之間切換的要求增高。此外，該要求并不限于液晶顯示 裝置，對任意的顯示裝置都是共同的課題。
對于這樣的要求，例如，在專利文獻(xiàn)l中，提出了除了顯示圖像 的顯示裝置外還包括相位差控制用裝置，通過控制對該相位差控制用 裝置施加的電壓而使視野角特性變化的技術(shù)。在該專利文獻(xiàn)l中，作 為在相位差控制用液晶顯示裝置中使用的液晶模式，例示了手性向列 型液晶、平行排列液晶和隨機(jī)取向的向列型液晶等。
另外，例如，在專利文獻(xiàn)2和專利文獻(xiàn)3中，也公開了在顯示用 液晶面板上部設(shè)置視野角控制用液晶面板，用2塊偏光板夾持這些面 板，通過調(diào)整向視野角控制用液晶面板施加的電壓來進(jìn)行視野角控制 的結(jié)構(gòu)。在該專利文獻(xiàn)2中，視野角控制用液晶面板的液晶模式為扭轉(zhuǎn)向列方式。
另外，例如，在專利文獻(xiàn)4中公開了在背光源與顯示裝置之間具 有能夠在提供第一視野角范圍的第一狀態(tài)和提供比第一視野角范圍窄 的第二視野角范圍的第二狀態(tài)之間進(jìn)行切換的液晶裝置的顯示器。
專利文獻(xiàn)1:日本公開專利公報"特開平11-174489號公報(1999 年7月2日公開)"
專利文獻(xiàn)2:日本公開專利公報"特幵平10-268251號公報(1998 年10月9日公開)"
專利文獻(xiàn)3:日本公開專利公報"特開2005-309020號公報(2005 年11月4日公開)"
專利文獻(xiàn)4:日本公開專利公報"特開2005-316470號公報(2005 年11月10日公開)"
非專利文獻(xiàn)1: 「日東電工技報」84號(41巻)，26 29頁，2003 年

發(fā)明內(nèi)容
但是，在上述以往的專利文獻(xiàn)1中，述說了能夠通過使用相位差 控制用液晶裝置來進(jìn)行廣視野角與窄視野角的切換，但是其效果不能 說是充分的。例如在專利文獻(xiàn)1中，如圖16所示，表示了對比度比為 10:1的等對比度曲線，在窄視野角模式中，廣視野角方向的對比度確 實降低了。但是，在該程度的變化的情況下，相鄰的人可充分地看到 顯示。
這是因為，通常，即使對比度比降低到2:1，也能夠充分地看到 顯不。
另外，專利文獻(xiàn)2 專利文獻(xiàn)4的技術(shù)也是使向視野角控制用液 晶面板施加的電壓變化以調(diào)整對比度，由此進(jìn)行廣視野角與窄視野角 的切換，但是其效果不能說是充分的。
艮P，專利文獻(xiàn)1 專利文獻(xiàn)4中的任一個的技術(shù)都采用通過使廣 視野角方向的對比度降低來進(jìn)行廣視野角與窄視野角的切換的方法， 但是在這樣的方法中，有在窄視野角時廣視野角方向的遮蔽不充分， 其他人有可能看到圖像的問題。本發(fā)明鑒于上述以往的問題而做出，其目的在于提供能夠增大遮 蔽效果的視野角控制面板和具有該視野角控制面板的液晶顯示裝置。
為了解決上述課題，本發(fā)明的液晶顯示裝置包括背光源、液晶顯 示面板和視野角控制面板，上述視野角控制面板將上述液晶顯示面板 的視野角在第一視野角與第二視野角之間切換，上述第二視野角在上 述第一視野角內(nèi)并且比上述第一視野角窄，其特征在于上述視野角 控制面板由第一偏光板、液晶層和第二偏光板依次重疊而構(gòu)成，并且， 在上述第一偏光板與上述液晶層之間以及上述第二偏光板與上述液晶 層之間的至少一方，設(shè)置有至少l塊相位差板，上述液晶顯示面板的
視野角為上述第一視野角時的白顯示部的延遲值(retardation value) Rel為nX/2i/4<Rel< n入/2+入/4 (n為1以上的整數(shù))，上述液晶顯示 面板的視野角為上述第二視野角時的白顯示部的延遲值Re2為 r^/2-X/4<Re2< n人/2+X/4 (n為1以上的整數(shù))，上述液晶顯示面板的 視野角為上述第二視野角時的黑顯示部的延遲值Re3為nX-X/4<Re3< n入+X/4 (n為1以上的整數(shù))。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在視野角更窄的第二視野角時，與以往的視野角 控制面板比較，能夠提供遮蔽區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)大(即能夠看到的視野角 范圍更窄)的液晶顯示裝置。因此，能夠提供從特定方向以外的方向 不能看到顯示，從保護(hù)隱私和提高安全性的觀點(diǎn)來看具有優(yōu)異的性能 的液晶顯示裝置。
在此，"白顯示部"是指光透過、能夠看到顯示的區(qū)域，"黑顯 示部"是指光被遮蔽、不能看到顯示的區(qū)域。因此，"白顯示部"也 能夠改稱為"看到的區(qū)域"，"黑顯示部"也能夠改稱為"看不到的 區(qū)域"。另外，在此，延遲值是指通過視野角控制面板的光的各成分 之間的相位的偏移(更具體地說，是在包含相位滯后軸的面內(nèi)行進(jìn)的 光的相位與在包含相位超前軸的面內(nèi)行進(jìn)的光的相位的偏移)。
另外，本發(fā)明的液晶顯示裝置，優(yōu)選延遲值Rel為n人/2 (n為1 以上的整數(shù))，延遲值Re2為n入/2 (n為1以上的整數(shù))，延遲值Re3 為nX (n為1以上的整數(shù))。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在第二視野角中，能夠 使視野角更窄。
本發(fā)明的液晶顯示裝置，除了上述結(jié)構(gòu)以外，優(yōu)選將連接上述視野角控制面板的表面中央和視點(diǎn)的直線與視野角控制面板的表面中 央的法線形成的角度作為極角O、將滿足<D=45°的任意視點(diǎn)作為第一 視點(diǎn)、將自連接從第一視點(diǎn)向包含上述視野角控制面板的表面的平面 所引的垂線的垂足和上述視野角控制面板的表面中央的線開始的旋轉(zhuǎn)
角作為方位角e，將e=90°并且o>=45°的視點(diǎn)作為第二視點(diǎn)、將e=i80°
并且0>=45°的視點(diǎn)作為第三視點(diǎn)、將0=270°并且0=45°的視點(diǎn)作為第 四視點(diǎn)、將0=0°方向的視點(diǎn)作為第五視點(diǎn)，在上述第二視野角時， 在上述第一視點(diǎn)和上述第五視點(diǎn)的延遲值為n入/2-入/4 n入/2+X/4 (n為 1以上的整數(shù))，在上述第二視點(diǎn)、上述第三視點(diǎn)和上述第四視點(diǎn)的 延遲值為nW4 nX+V4 (n為1以上的整數(shù))。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在第二視野角時，在上述5個視點(diǎn)中只有在第一 視點(diǎn)和第五視點(diǎn)這2個視點(diǎn)能夠看到顯示，在其它3個視點(diǎn)不能看到 顯示。因此，能夠可靠地防止從第二 第四視點(diǎn)附近看到顯示。
本發(fā)明的液晶顯示裝置，除了上述結(jié)構(gòu)以外，優(yōu)選上述相位差 板分別設(shè)置在上述第一偏光板與上述液晶層之間以及上述第二偏光板 與上述液晶層之間。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在第二視野角時，能夠使顯示面板的左右方向和 下方向(圖3所示的方位角e為90。 270。的范圍)為黑顯示，因此， 能夠更可靠地防止從這些方向看到顯示。
本發(fā)明的液晶顯示裝置，除了上述結(jié)構(gòu)以外，優(yōu)選在上述第一 偏光板與上述液晶層之間以及上述第二偏光板與上述液晶層之間的至 少一方，疊層設(shè)置有多塊上述相位差板，相互疊層的相位差板的折射 率相互不同。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠利用現(xiàn)有的相位差板，容易地構(gòu)成具有上述 那樣的延遲值的視野角控制面板。
本發(fā)明的液晶顯示裝置，除了上述結(jié)構(gòu)以外，優(yōu)選上述相位差
板選自人/4板、負(fù)C板和雙軸相位差板，上述雙軸相位差板在相互正 交的x、 y、 z軸方向上具有3個主折射率nx、 ny、 nz，并滿足nx>nz>ny 并且(nx-nz) /!nx-ny卜O.l的關(guān)系。
上述負(fù)C板，當(dāng)在分別相互正交的x、 y、 z軸方向上具有3個主 折射率nx、 ny、 nz時，具有nx= ny 〉nz的關(guān)系。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠更可靠地構(gòu)成具有上述那樣的延遲值的相位 差板。
本發(fā)明的液晶顯示裝置，除了上述結(jié)構(gòu)以外，優(yōu)選在上述第一 偏光板與上述液晶層之間以及上述第二偏光板與上述液晶層之間的至 少一方，至少設(shè)置有V4板和負(fù)C板作為上述相位差板。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠得到具有上述那樣的延遲值的相位差板，從 而能夠得到更良好的窄視野角特性。
本發(fā)明的液晶顯示裝置，除了上述結(jié)構(gòu)以外，優(yōu)選上述相位差 板包括負(fù)C板、板和上述雙軸相位差板，在上述第一偏光板與上 述液晶層之間以及上述第二偏光板與上述液晶層之間的至少一方，從 與液晶層鄰接的一側(cè)開始依次疊層有負(fù)C板、X/4板和上述雙軸相位 差板。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠得到具有上述那樣的延遲值的相位差板，從 而能夠得到更良好的窄視野角特性。
本發(fā)明的液晶顯示裝置，除了上述結(jié)構(gòu)以外，優(yōu)選構(gòu)成上述視 野角控制面板的第一偏光板和第二偏光板的各偏振光透過軸相互正 交。g卩，優(yōu)選在視野角控制面板中，以隔著液晶層相對配置的2塊偏 光板的偏振光透過軸相互正交的方式進(jìn)行配置。在此，各偏振光透過 軸相互正交，包含各偏振光透過軸相互大致正交的情形。此外，在此， 各偏振光透過軸相互大致正交是指各偏振光透過軸所成的角度的范圍
為80。 100°。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠在第一視野角與第二視野角之間進(jìn)行視野角 范圍具有充分的差別的視野角切換。
為了解決上述課題，本發(fā)明的視野角控制面板，配置在顯示圖像 的顯示裝置的背面和前面的至少一方，并將上述顯示裝置的視野角在 第一視野角與第二視野角之間切換，上述第二視野角在上述第一視野 角內(nèi)并且比上述第一視野角窄，其特征在于上述視野角控制面板由 第一偏光板、液晶層和第二偏光板依次重疊而構(gòu)成，并且，在上述第 一偏光板與上述液晶層之間以及上述第二偏光板與上述液晶層之間的 至少一方，設(shè)置有至少l塊相位差板，上述顯示裝置的視野角為上述 第一視野角時的白顯示部的延遲值Rel為A/4<Rel< n人/2+A74 (n為1以上的整數(shù))，上述顯示裝置的視野角為上述第二視野角時的白
顯示部的延遲值Re2為nV2-A74<Re2< nX/2+X/4 (n為1以上的整數(shù))， 上述顯示裝置的視野角為上述第二視野角時的黑顯示部的延遲值Re3 為nW4<Re3<(n為1以上的整數(shù))。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在視野角更窄的第二視野角時，與以往的視野角 控制面板比較，能夠使遮蔽區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)大(即，使能夠看到的視野 角范圍更窄)。因此，通過將本發(fā)明的視野角控制面板配置在顯示裝 置的背面和前面的至少一方上，能夠提供從特定方向以外的方向不能 看到顯示，從保護(hù)隱私和提高安全性的觀點(diǎn)來看具有優(yōu)異的性能的顯 示裝置。
在此，"白顯示部"是指光透過、能夠看到顯示的區(qū)域，"黑顯 示部"是指光被遮蔽、不能看到顯示的區(qū)域。因此，"白顯示部"也 能夠改稱為"看到的區(qū)域"，"黑顯示部"也能夠改稱為"看不到的 區(qū)域"。另外，在此，延遲值是指通過視野角控制面板的光的各成分 之間的相位的偏移(更具體地說，是在包含相位滯后軸的面內(nèi)行進(jìn)的 光的相位與在包含相位超前軸的面內(nèi)行進(jìn)的光的相位的偏移)。
另外，本發(fā)明的視野角控制面板，優(yōu)選延遲值Rel為nX/2 (n為 1以上的整數(shù))，延遲值Re2為n;i/2 (n為1以上的整數(shù))，延遲值 Re3為nX (n為1以上的整數(shù))。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在第二視野角中，能夠使視野角更窄。
本發(fā)明的視野角控制面板，除了上述結(jié)構(gòu)以外，優(yōu)選將連接上
述視野角控制面板的表面中央和視點(diǎn)的直線與視野角控制面板的表面
中央的法線形成的角度作為極角(D、將滿足0=45°的任意視點(diǎn)作為第 一視點(diǎn)、將自連接從第一視點(diǎn)向包含上述視野角控制面板的表面的平 面所引的垂線的垂足和上述視野角控制面板的表面中央的線開始的旋 轉(zhuǎn)角作為方位角0，將0=90°并且0>=45°的視點(diǎn)作為第二視點(diǎn)、將0=180° 并且0>=45°的視點(diǎn)作為第三視點(diǎn)、將0=270。并且0=45°的視點(diǎn)作為第 四視點(diǎn)、將0=0°方向的視點(diǎn)作為第五視點(diǎn)，在上述第二視野角時， 在上述第--視點(diǎn)和上述第五視點(diǎn)的延遲值為nX/2-V4 nV2+入/4 (n為 1以上的整數(shù))，在上述第二視點(diǎn)、上述第三視點(diǎn)和上述第四視點(diǎn)的 延遲值為nW4 nX+V4 (n為1以上的整數(shù))。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在第二視野角時，在上述5個視點(diǎn)中只有在第一
視點(diǎn)和第五視點(diǎn)這2個視點(diǎn)能夠看到顯示，在其它3個視點(diǎn)不能看到
顯示。因此，能夠可靠地防止從第二 第四視點(diǎn)附近看到顯示。
根據(jù)以下所示的記載，將會充分理解本發(fā)明的其它目的、特征和 優(yōu)點(diǎn)。另外，通過參照附圖的如下說明，本發(fā)明的有利之處將會變得 明白。


圖1表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的一個實施方式，是表示具有視 野角控制面板的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖2 (a)是表示圖1的視野角控制面板的窄視野角時的液晶分子 的排列狀態(tài)的立體圖。
圖2 (b)是表示圖1的視野角控制面板的廣視野角時的液晶分子 的排列狀態(tài)的立體圖。
圖3是表示對在與圖2 (a)和圖2 (b)相同的方向上配置的視野 角控制面板的視角的定義、并且對各視點(diǎn)進(jìn)行說明的示意圖。
圖4 (a)是表示與視角相應(yīng)的液晶分子和偏光板的偏振光透過軸 的位置關(guān)系的圖。
圖4 (b)是表示與視角相應(yīng)的液晶分子和偏光板的偏振光透過軸 的位置關(guān)系的圖。
圖4 (c)是表示與視角相應(yīng)的液晶分子和偏光板的偏振光透過軸 的位置關(guān)系的圖。
圖5是表示在視野角控制面板中沒有設(shè)置相位差板的情況下的、 液晶顯示裝置的窄視野角時的亮度分布的圖。
圖6是表示在視野角控制面板中沒有設(shè)置相位差板的情況下的、 液晶顯示裝置的廣視野角時的亮度分布的圖。
圖7是表示視野角控制面板具有1塊相位差板時的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖8 (a)表示圖7所示的視野角控制面板的液晶分子的折射率橢 圓體。
圖8 (b)表示在圖7所示的視野角控制面板中設(shè)置的相位差板的 折射率橢圓體。圖8 (C)是作為比較例，表示用于液晶顯示裝置的廣視野角化的 以往使用的相位差板的折射率橢圓體的示意圖。
圖9 (a)是表示在圖7所示的視野角控制面板中，偏振光透過軸、
液晶分子的折射率橢圓體、和相位差板的折射率橢圓體的關(guān)系的示意
圖，是方位角90。附近的視角。
圖9 (b)是表示在圖7所示的視野角控制面板中，偏振光透過軸、 液晶分子的折射率橢圓體、和相位差板的折射率橢圓體的關(guān)系的示意 圖，是方位角0。附近的視角。
圖IO是表示圖1所示的液晶顯示裝置的視野角控制面板的結(jié)構(gòu)的 截面圖。
圖11 (a)表示相位差板的示意圖。
圖11 (b)表示構(gòu)成視野角控制面板的相位差板的NEZ板的折射 率橢圓體。
圖11 (c)表示構(gòu)成視野角控制面板的相位差板的X/4板的折射率 橢圓體。
圖11 (d)表示構(gòu)成視野角控制面板的相位差板的負(fù)C板的折射 率橢圓體。
圖12是表示對在與圖2 (a)和圖2 (b)相同的方向上配置的視 野角控制面板的視角的定義、并且對各視點(diǎn)進(jìn)行說明的示意圖。
圖13 (a)是表示具有圖IO所示的視野角控制面板的液晶顯示裝 置的窄視野角時的亮度分布的圖。
圖13 (b)是表示具有圖IO所示的視野角控制面板的液晶顯示裝 置的廣視野角時的亮度分布的圖。
圖14 (a)是表示圖1所示的液晶顯示裝置的視野角控制面板的 另一個結(jié)構(gòu)例的截面圖。
圖14 (b)是表示圖1所示的液晶顯示裝置的視野角控制面板的 另一個結(jié)構(gòu)例的截面圖。
圖14 (c)是表示圖1所示的液晶顯示裝置的視野角控制面板的 另一個結(jié)構(gòu)例的截面圖。
圖15表示圖1所示的液晶顯示裝置的變形例，是表示在視野角控 制面板的上側(cè)具有顯示用液晶面板的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖16是表示具有以往的視野角控制面板的液晶顯示裝置的視野 角分布的圖。
符號說明
1顯示用液晶面板(液晶顯示面板)2視野角控制面板
2a視野角控制面板
2b視野角控制面板
2c視野角控制面板
3背光源
10液晶顯示裝置
10a液晶顯示裝置
11液晶單元
12液晶面板上偏光板
13液晶面板下偏光板
21液晶單元(液晶層)
22控制面板上偏光板(第---偏光板)
23控制面板下偏光板(第二:偏光板)
24上相位差板(相位差板)
25下相位差板(相位差板)
31aNEZ (相位差板)
31bNEZ (相位差板)
32aX/4板(相位差板)
32bX/4板(相位差板)
33a負(fù)C板(相位差板)
33b負(fù)C板(相位差板)
X22偏振光透過軸
X23偏振光透過軸
具體實施例方式
根據(jù)圖1 圖15對本發(fā)明的一個實施方式進(jìn)行說明如下。此外，本發(fā)明并不限定于此。
此外，以下所參照的各圖中，為了說明的方便，在本發(fā)明的一個 實施方式的構(gòu)成部件中，只簡化表示為了說明本發(fā)明所需要的主要部 件。因此，本發(fā)明的液晶顯示裝置能夠具有在本說明書所參照的各圖 中沒有表示的任意的構(gòu)成部件。另外，各圖中的部件的尺寸并沒有忠 實地表示實際的構(gòu)成部件的尺寸和各部件的尺寸比率等。
首先，根據(jù)圖1對本實施方式的液晶顯示裝置10的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖1是表示上述液晶顯示裝置10的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
如圖1所示，液晶顯示裝置的10包括以下2塊液晶面板作為顯 示圖像的顯示面板的顯示用液晶面板1 (液晶顯示面板)和具有液晶 單元21的視野角控制面板2。上述顯示用液晶面板1是透過型的，使
用背光源3作為光源。
上述視野角控制面板2，例如如該圖所示，設(shè)置在背光源3與顯 示用液晶面板1之間。
通過使視野角控制面板2中的液晶迸行開關(guān)動作，液晶顯示裝置
10能夠切換以下2個模式的顯示狀態(tài)作為能夠看到顯示用液晶面板 1的圖像的視野角廣的狀態(tài)的廣視野角(第一視野角)；和作為能夠 看到顯示用液晶面板1的圖像的視野角窄的狀態(tài)的窄視野角(第二視 野角)。窄視野角特別適合用于不想讓其他人看到顯示用液晶面板1 的圖像的情況，廣視野角適合用于除此以外的通常使用時和多人同時 想要看到顯示用液晶面板1的圖像的情況等。
顯示用液晶面板1具有在一對透光性基板之間夾持有液晶的液 晶單元11;和設(shè)置在該液晶單元11的表面和背面上的液晶面板上偏 光板12和液晶面板下偏光板13。液晶單元11的液晶模式和單元構(gòu)造 是任意的。另外，顯示用液晶面板1的驅(qū)動模式也是任意的。即，作 為顯示用液晶面板1，能夠使用能夠顯示文字、圖像或動畫的任意的 液晶面板。因此，在圖1中沒有圖示顯示用液晶面板1的詳細(xì)構(gòu)造， 其說明也省略。
另外，顯示用液晶面板1可以是能夠進(jìn)行彩色顯示的面板，也可 以是單色顯示專用的面板。另外，對背光源3的結(jié)構(gòu)也沒有任何限定， 能夠使用公知的任意的背光源，因此，背光源3的詳細(xì)構(gòu)造的圖示和說明也省略。
上述視野角控制面板2，如圖2 (a)和圖2 (b)所示，包括在
一對后述的透光性基板21a、 21b之間夾持有液晶層的液晶單元21 (液 晶層)；以夾入該液晶單元21的方式配置的2塊相位差板(上相位差 板24和下相位差板25);在上相位差板24的上部、即液晶單元21 的顯示用液晶面板1側(cè)設(shè)置的控制面板上偏光板22 (第一偏光板)； 和在下相位差板25的下部、即液晶單元21的背光源3側(cè)設(shè)置的控制 面板下偏光板23 (第二偏光板)。液晶單元21的液晶層由平行取向 的正型向列型液晶構(gòu)成。
換句話說，視野角控制面板2是控制面板下偏光板23、液晶單元 21、控制面板上偏光板22依次重疊配置而成的結(jié)構(gòu)，并且在控制面板 下偏光板23與液晶單元21之間設(shè)置有下相位差板25，在液晶單元21 與控制面板上偏光板22之間設(shè)置有上相位差板24。
上述控制面板上偏光板22的表面實施了例如AG處理等擴(kuò)散處 理。另外，控制面板下偏光板23由沒有實施表面處理的所謂的粗偏光 板構(gòu)成。此外，上述控制面板上偏光板22不一定需要，可以省略。艮口， 在視野角控制面板2與顯示用液晶面板1之間只要存在至少1個偏光 板即可，因此，能夠?qū)@示用液晶面板1的液晶面板下偏光板13共用 作控制面板上偏光板22。在該情況下，液晶面板下偏光板13相當(dāng)于
本發(fā)明的偏光板。
接著，根據(jù)圖2 (a)和圖2 (b)，對視野角控制面板2的結(jié)構(gòu)和 動作進(jìn)行說明。此外，為了說明方便，在此，首先對在視野角控制面 板2中沒有設(shè)置相位差板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，對于在本實施方式的視野 角控制面板中設(shè)置的相位差板的更詳細(xì)的構(gòu)造的說明將在后面詳細(xì)敘 述。
圖2 (a)和圖2 (b)主要是表示視野角控制面板2的結(jié)構(gòu)的示意 圖，圖2 (a)表示窄視野角時的液晶分子的排列狀態(tài)，圖2 (b)表示 廣視野角時的液晶分子的排列狀態(tài)。
如圖2 (a)和圖2 (b)所示，視野角控制面板2的液晶單元21 包括一對透光性基板21a、 21b。在透光性基板21a、 21b各自的表面 上，使用例如ITO (Indium Tin Oxide:銦錫氧化物)形成有未圖示的透明電極。此外，顯示用液晶面板1，因為需要以例如像素單位或節(jié)
段(segment)單位等顯示單位來驅(qū)動液晶，所以具有與顯示單位相應(yīng) 的電極構(gòu)造。但是，視野角控制面板2，關(guān)于電極構(gòu)造沒有限制。例 如，可以是為了在整個顯示面上進(jìn)行同樣的開關(guān)而在透光性基板21a、 21b的整個面上形成有同樣的透明電極的結(jié)構(gòu)，能夠采用其它任意的 電極構(gòu)造。
在透明電極的上層上，形成有使液晶分子21c取向的未圖示的取 向膜。利用公知的方法對取向膜進(jìn)行了摩擦處理。在圖2 (a)和圖2 (b)中，用箭頭Ra、 Rb表示在透光性基板21a、 21b各自上的摩擦 方向。如圖2 (a)和圖2 (b)所示，對透光性基板21a的取向膜的摩 擦方向Ra與對透光性基板21b的取向膜的摩擦方向Rb平行但是方向 相反。
艮P，液晶單元21是扭轉(zhuǎn)角為O(沒有扭轉(zhuǎn))的所謂的平行型單元。 在本實施方式中，注入到液晶單元21中的液晶是平行取向的液晶。因 此，液晶單元21的液晶分子21c，當(dāng)沒有施加電壓時，以分子長軸與 透光性基板21a、 21b的基板面平行的方式排列。液晶單元21的液晶 層的延遲值d An(d是單元的厚度，An是雙折射率)例如為350nm 450麵。
另外，當(dāng)向在透光性基板21a、 21b各自上設(shè)置的未圖示的電極間 施加電壓時，液晶分子21c，從與基板面平行的狀態(tài)，在如圖2 (a) 所示的與透光性基板21a、 21b的法線垂直并且與對透光性基板21a的 取向膜的摩擦方向Ra、 Rb平行的面內(nèi)，根據(jù)施加電壓的大小而逐漸 改變方向。當(dāng)施加電壓達(dá)到規(guī)定值時，液晶分子21c，如圖2 (b)所 示，以分子長軸與透光性基板21a、21b的基板面大致垂直的狀態(tài)排列。 即，圖2 (a)表示通過施加電壓V^ (例如2.5V 3.5V左右的電壓)， 液晶分子21c的分子長軸相對于透光性基板21a、 21b的法線稍微傾斜 的狀態(tài)。另外，圖2 (b)表示通過施加電壓VH (例如5.0V以上的電 壓)，液晶分子21c的分子長軸與透光性基板21a、 21b的基板面大致 垂直的狀態(tài)。
如圖2 (a)所示，在視野角控制面板2中，設(shè)置在液晶單元21 下方的控制面板下偏光板23和設(shè)置在液晶單元21上方的控制面板上偏光板22，以各自的偏振光透過軸X23和偏振光透過軸X22相互大致 正交的方式配置。
如果這樣以偏振光透過軸X23和偏振光透過軸X22相互大致正交 的方式配置(即，如果偏振光透過軸X22與偏振光透過軸X23所成的角 度為80° 100°的范圍)，則能夠得到視野角切換充分的效果?？刂?br> 面板上偏光板22的偏振光透過軸X22，相對于對透光性基板21a的取 向膜的摩擦方向R，具有40。 50° (優(yōu)選45°)的傾斜。
在此，除了上述的圖2(a)和圖2(b)以外，參照圖3和圖4(a) 圖4 (c)，對使用上述結(jié)構(gòu)的視野角控制面板2，在廣視野角與窄視 野角之間切換視野角的原理進(jìn)行說明。即，上述視野角控制面板2， 通過切換對液晶單元21施加的電壓，在廣視野角與窄視野角之間切換 視野角。此外，在以下的說明中，利用以控制面板上偏光板22的中央 作為基準(zhǔn)的方位角e和極角0表示相對于視野角控制面板2的從某個 視點(diǎn)看的視角。圖3表示相對于在與圖2 (a)和圖2 (b)相同的方向 上配置的視野角控制面板2的、從3個視點(diǎn)P, P3看的視角。
如圖3所示，方位角6是將從視點(diǎn)向包含控制面板上偏光板22 的表面的平面所引的垂線的垂足與控制面板上偏光板22的中央22c 連接的線的旋轉(zhuǎn)角。在圖3中，方位角9以視點(diǎn)P,的方向的方位角為 0°，從控制面板上偏光板22的法線方向上側(cè)看時，沿順時針方向增加。 在圖3中，視點(diǎn)P2的方位角02為90°，視點(diǎn)P3的方位角03為180°。 極角0>為連接控制面板上偏光板22的中央22c和視點(diǎn)的直線與控制 面板上偏光板22的法線所成的角度。
在此，參照圖4 (a) 圖4 (c)，說明通過對液晶單元21施加 的電壓V^，如圖2(a)所示，液晶分子21c的分子長軸相對于透光性 基板21a、 21b的法線只傾斜微小角度時的、從圖3所示的視點(diǎn)P, P3的各個視角觀察的顯示狀態(tài)。
首先，對于從圖3所示的視點(diǎn)Pi看的視角(方位角e^0。)，如 圖4 (a)所示，成為液晶分子21c的短軸側(cè)與視角方向相對的狀態(tài)。 由此，對于從視點(diǎn)P,看的視角，從背光源3射出、并透過控制面板下 偏光板23入射到液晶單元21內(nèi)的直線偏振光，會被控制面板上偏光 板22遮蔽，而不會由液晶分子21c進(jìn)行雙折射。因此，對于從視點(diǎn)p,看的視角(方位角e產(chǎn)o。)，成為黑顯示。此外，當(dāng)對液晶單元21
施加的電壓VL如上所述為2.5V 3.5V左右時，如圖5所示，在方位 角e產(chǎn)0。的位置，在極角O為大約30°《0><90°的范圍，能夠得到對防 止其他人窺看充分的遮光效果。此外，在圖5中，L, "是表示亮度 為50cd/m2、 100cd/m2、 150cd/m2、 200cd/m2、 250cd/m2、 300cd/m2、 350cd/r^和400cd/m2的視角的分布的等位線。
另外，對于從圖3所示的視點(diǎn)P2看的視角(方位角92=90°)，如 圖4 (b)所示，成為液晶分子21c的分子長軸相對于控制面板上偏光 板22的偏振光透過軸X22和控制面板下偏光板23分別稍微傾斜的狀 態(tài)。因此，對于從視點(diǎn)P2看的視角，從背光源3射出、并透過控制面 板下偏光板23入射到液晶單元21內(nèi)的直線偏振光，雖然由液晶分子 21c產(chǎn)生特別微小的雙折射，但是被控制面板上偏光板22遮蔽。因此， 對于從視點(diǎn)P2看的視角(方位角92=90°)，也成為黑顯示。另外，在 與視點(diǎn)P2相對的位置、即方位角0為270°時，根據(jù)與從視點(diǎn)&觀察 時同樣的原理，也成為黑顯示。此外，當(dāng)對液晶單元21施加的電壓 VL如上所述為2.5V 3.5V左右時，對于方位角e:90。和方位角9=270°， 如圖5所示，在極角O為大約30°《<D<90°的范圍，能夠得到對防止 其他人窺看充分的遮光狀態(tài)。
另外，對于從圖3所示的視點(diǎn)P3看的視角(方位角03=180°), 如圖4 (c)所示，成為液晶分子21c的分子長軸相對于控制面板上偏 光板22的偏振光透過軸X^和控制面板下偏光板23的偏振光透過軸 X23分別傾斜約45°、并且液晶分子21c的長軸側(cè)與視角方向相對的狀 態(tài)。由此，對于從視點(diǎn)Ps看的視角，從背光源3射出、并且透過控制 面板下偏光板23入射到液晶單元21內(nèi)的直線偏振光，由液晶分子21c 進(jìn)行雙折射，偏振光方向被旋轉(zhuǎn)成與控制面板上偏光板22的偏振光透 過軸X22—致，透過控制面板上偏光板22。因此，對于從視點(diǎn)P3看的 視角，能得到良好的顯示。此外，當(dāng)施加電壓VL如上所述為2.5V 3.5V左右時，對于方位角e3=180°，如圖5所示，在極角0)為約 0?！禿x卯。的范圍，能夠得到良好的顯示。
如以上所述，當(dāng)對視野角控制面板2的液晶單元21施加使液晶分 子21c的分子長軸相對于基板法線只傾斜微小角度的施加電壓VJ寸，只在方位角0=180°左右的狹窄的視角范圍內(nèi)能夠得到良好的顯示，對 于其它的方位角，液晶單元21內(nèi)的偏振光被液晶面板下偏光板13遮 蔽，成為黑顯示。因此，通過將施加電壓V!^施加于視野角控制面板2 的液晶單元21，對于廣視野角方向，能夠遮蔽來自背光源3的射出光。 即，從廣視野角方向無法看到顯示用液晶面板1的顯示圖像，從而能 夠使液晶顯示裝置IO成為窄視野角。
另一方面，當(dāng)對視野角控制面板2的液晶單元21施加如圖2 (b) 所示使液晶分子21c的分子長軸與基板大致垂直地傾斜的施加電壓VH 時，對于圖3所示的視點(diǎn)P, P3中的任一個的視角，如圖6所示，產(chǎn)
生對于全部方位角e都能得到良好顯示的充分的雙折射，由此，能夠
使液晶顯示裝置IO成為廣視野角。此外，在圖6中，L, Ls是表示亮 度為130cd/m2、 240cd/m2、 350cd/m2、 460cd/m2、 570cd/m2、 680cd/m2、 790cd/m2和900cd/m2的各視角的分布的等位線。
在本實施方式的液晶顯示裝置10中，通過以施加電壓VH或施加 電壓Vl的至少兩階段來切換對視野角控制面板2的液晶單元21施加 的電壓，能夠?qū)⒁壕э@示裝置10的顯示狀態(tài)在廣視野角與窄視野角之 間切換。
可是，從保護(hù)隱私和提高安全性的觀點(diǎn)出發(fā)，近年來，在上述圖 2 (a)和圖2 (b)所示的沒有設(shè)置相位差板的視野角控制面板的窄視 野角模式中得到的亮度分布中，窄視野角特性不充分，想要進(jìn)一步擴(kuò) 大窄視野角模式的遮蔽區(qū)域的希望增高。
因此，本實施方式的視野角控制面板2，如圖l所示，2塊相位差 板(上相位差板24和下相位差板25)分別設(shè)置在液晶單元21與偏光 板(上偏光板22或下偏光板23)之間。此外，本發(fā)明并不一定限定 于這樣的結(jié)構(gòu)，只要在控制面板上偏光板22與液晶單元21之間和控 制面板下偏光板23與液晶單元21之間的至少一方設(shè)置有相位差板即 可。
在此，使用圖7對通過在視野角控制面板的偏光板與液晶層之間 設(shè)置相位差板而得到的光學(xué)效果進(jìn)行說明。圖7是表示設(shè)置有1塊相 位差板的視野角控制面板2'的結(jié)構(gòu)的示意圖。
如圖7所示，視野角控制面板2'在液晶單元21的透光性基板21a與控制面板上偏光板22之間還具有相位差板24a。當(dāng)通過對液晶單元 21施加電壓VL而形成窄視野角時，當(dāng)從圖3所示的180。附近以外的 視角(例如方位角0°附近、90°附近、270°附近)看時，從背光源3 射出并透過控制面板下偏光板23后的直線偏振光，由于液晶分子21c 的折射率(ne、 n。)，在液晶單元21的液晶層中產(chǎn)生雙折射，成為橢 圓偏振光。由此，產(chǎn)生透過控制面板上偏光板22的成分，成為光泄漏 的原因。相位差板24a是為了對該橢圓偏振光進(jìn)行光學(xué)補(bǔ)償而設(shè)置的。 即，使用在窄視野角時產(chǎn)生將在液晶單元21的液晶層中產(chǎn)生的橢圓偏 振光抵消的橢圓偏振光的相位差板，作為相位差板24a。此外，如圖7 所示，定義相位差板24a的3維折射率軸Nx、 NY、 Nz。即，Nx為與
控制面板上偏光板22的偏振光透過軸X22垂直的成分，Ny為與控制
面板上偏光板22的偏振光透過軸X22平行的成分，Nz為與控制面板上 偏光板22的法線平行的成分。
圖8 (a)為液晶單元21的液晶分子21c的折射率橢圓體，ne〉n。。 圖8 (b)為相位差板24a的折射率橢圓體，NX〉NZ>NY。另外，圖8 (c)是比較例，是用于液晶顯示裝置的廣視野角化的以往使用的相位 差板(負(fù)A板膜)的折射率橢圓體，NX=NZ〉NY。
圖9 (a)是表示在從圖3所示的視點(diǎn)P2 (方位角9=90°)附近看 時，控制面板上偏光板22和控制面板下偏光板23的偏振光透過軸X22、 X23、液晶分子21c的折射率橢圓體F2,、和相位差板24a的折射率橢 圓體F4的關(guān)系的示意圖。在圖9(a)中，將液晶分子21c的折射率橢 圓體F21的ne、 n。分解成與控制面板上偏光板22的偏振光透過軸X22 平行的成分nX22和與控制面板下偏光板23的偏振光透過軸X23平行的 成分nx23進(jìn)行表示。另外，將相位差板24a的折射率橢圓體F4的Nx、
NY分解成與控制面板上偏光板22的偏振光透過軸X22平行的成分Nx22 和與控制面板下偏光板23的偏振光透過軸X23平行的成分Nx23進(jìn)行表 示。從圖9 (a)可知， 和Nx22大小大致相等， 和Nx23大小大
致相等。因此，對于圖3所示的視點(diǎn)P2 (方位角e-卯。)附近的視角，
在液晶單元21的液晶層中產(chǎn)生的相位差由相位差板24a抵消，能夠防 止光泄漏。此外，當(dāng)從方位角0=270°附近的視角看時，根據(jù)與上述相 同的原理，也能夠防止光泄漏。另外，圖9 (b)是表示在從圖3所示的視點(diǎn)Pi (方位角e=o°)附 近看時，控制面板上偏光板22和控制面板下偏光板23的偏振光透過 軸X22、 X23、液晶分子21c的折射率橢圓體F2,、和相位差板24a的折 射率橢圓體F4的關(guān)系的示意圖。如圖9 (b)所示，當(dāng)從方位角e=o° 附近的視角看時，幾乎不產(chǎn)生相位差，因此不會產(chǎn)生光泄漏。
通過以上那樣的作用，通過在偏光板與液晶層之間設(shè)置相位差板， 能夠提高窄視野角模式的窄視野角特性。
另外，在本發(fā)明的視野角控制面板2中，作為第一視野角的廣視 野角模式的白顯示部的延遲值Rel滿足nX/2-X/4<Rel<nX/2+V4，作為 第二視野角的窄視野角模式的白顯示部中的通過視野角控制面板的光 的延遲值Re2滿足V4<Re2< n人/2+X/4，窄視野角模式的黑顯示部 中的通過視野角控制面板的光的延遲值Re3滿足nX-V4<Re3< nX+X/4。 此外，上述n全部為1以上的整數(shù)(n=l、 2、 3、 ) ， Rel、 Re2、
Re3中的各n可以相同也可以不同。
在本實施方式中，以成為上述那樣的各延遲值的方式進(jìn)行相位差 板24、 25的設(shè)定。此外，在此，"白顯示部"是指光透過、能夠看到 顯示的部分，"黑顯示部"是指光被遮蔽、不能看到顯示的部分。另 外，在此，延遲值是指通過相位差板的光的各成分之間的相位的偏移。 另外，在此，通過視野角控制面板的光是指通過視野角控制面板的光 中的特別是波長380 78(Him的光(可見光區(qū)域)。
另外，為了得到更良好的窄視野角特性，優(yōu)選將各延遲值Rel、 Re2、 Re3分別設(shè)定為滿足X/8<Rel<nX/2+X/8、 n人/2-X/8<Re2< nV2+X/8、 nX-X/8<Re3< nX+人/8，優(yōu)選設(shè)定成Rel無限接近的整數(shù) 倍、Re2無限接近A72的整數(shù)倍、Re3無限接近X的整數(shù)倍，進(jìn)一步優(yōu) 選設(shè)定為Rel-nV2、 Re2=nX/2、 Re3=nX。在此，n全部為1以上的整 數(shù)，Rel、 Re2、 Re3中的各n可以相同也可以不同。
在本發(fā)明中，優(yōu)選將折射率不同的多個相位差板組合使用。由此， 能夠利用現(xiàn)有的相位差板構(gòu)成具有上述那樣的延遲值的視野角控制面 板。
在本實施方式中，作為滿足上述條件的相位差板的結(jié)構(gòu)的一個例 子，舉出圖IO所示的結(jié)構(gòu)詳細(xì)地進(jìn)行說明。圖10表示設(shè)置在液晶顯示裝置10中的視野角控制面板2的更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。
本實施方式的視野角控制面板2具有將控制面板下偏光板23、下 相位差板25、液晶單元21、上相位差板24和控制面板上偏光板22 依次疊層的結(jié)構(gòu)。另外，各相位差板(上相位差板24和下相位差板 25)，如圖10所示，作為上相位差板24和下相位差板25，包括負(fù)C 板33a、 33b、 A74板32a、 32b、禾n NEZ (商品名，參照非專利文獻(xiàn)l) 31a、 31b (雙軸相位差板)，具有從與液晶單元21 (液晶層)鄰接的 一側(cè)，依次分別配置有負(fù)C板33a、 33b、 板32a、 32b、和NEZ 31a、 31b的構(gòu)造。
在此，對構(gòu)成相位差板24、 25的各相位差板進(jìn)行說明。對各相位 差板的特性進(jìn)行說明時，各相位差板，如圖11 (a)所示，具有厚度d， 分別在相互正交的x、 y、 z軸方向上具有3個主折射率nx、 ny、 nz。
圖ll (b)表示NEZ31a、 31b的折射率橢圓體，圖11 (c)表示 X/4板32a、 32b的折射率橢圓體，圖11 (d)表示負(fù)C板(負(fù)C) 33a、 33b的折射率橢圓體。NEZ為滿足nx〉nz>ny并且(nx-nz) /|nx-ny|=0.1 的關(guān)系的雙軸相位差板。板為nx>nz〉ny、并且以lnx-ny| d賦予的 面內(nèi)方向的延遲值為人/4[nm] (380nm<^<780nm)的板。負(fù)C板為具 有nx-ny >nz的關(guān)系、并且以lnx-nz| d賦予的延遲值通常為90nm 240nm的板。
另外，雖然在本實施方式的上相位差板24和下相位差板25中沒 有使用，但是作為能夠在本發(fā)明中使用的相位差板，還能夠舉出TAC 膜、正A板等。TAC膜具有nx=ny〉nz的關(guān)系，并且以lnx-nz| d賦予 的延遲值通常為50nm 60nm。正A板具有nx〉ny=nz的關(guān)系。另夕卜， 作為其它的相位差板，例如可列舉在非專利文獻(xiàn)1中記載的相位差板。
此外，在本發(fā)明中，用于構(gòu)成相位差板而使用的相位差板，只要 能夠?qū)⒍鄩K相位差板組合而得到上述那樣的延遲值Rel、 Re2、 Re3， 就沒有特別限定，能夠使用以往公知的各種相位差板。
另外，對圖10所示的視野角控制面板2中使用的各相位差板的配 置方向進(jìn)行說明。上相位差板24的NEZ31a和負(fù)C33a、以及下相位 差板25的負(fù)C 33b配置在其x軸的方位角為0=135° (參照圖12)的 位置(與控制面板上偏光板22的偏振光透過軸X22正交的方向)。上相位差板24的板32a和下相位差板25的人/4板32b均配置在其x 軸的方位角為0=180°(參照圖12)的位置。下相位差板25的NEZ31b 配置在其x軸的方位角為0=225° (參照圖12)的位置(與控制面板上 偏光板22的偏振光透過軸X22相同的方向)。
接著，對在具有圖10所示的結(jié)構(gòu)的視野角控制面板2的液晶顯示 裝置10中，在窄視野角模式時在各視點(diǎn)檢測出的波長的延遲值(Re 值)進(jìn)行說明。
首先，使用圖12說明對視野角控制面板2的各視點(diǎn)P, Ps。如圖 12所示，方位角0為將從視點(diǎn)向包含控制面板上偏光板22的表面的 平面所引的垂線的垂足和控制面板上偏光板22的中央22c連接的線的 旋轉(zhuǎn)角。在圖12中，方位角0以視點(diǎn)P,(第一視點(diǎn))的方向的方位 角為0°，從控制面板上偏光板22的法線方向上側(cè)看時沿順時針方向 增加。在圖12中，視點(diǎn)P2 (第二視點(diǎn))的方位角02為90°，視點(diǎn)P3 (第三視點(diǎn))的方位角03為180°，視點(diǎn)P4 (第四視點(diǎn))的方位角e4 為270°。極角O為連接控制面板上偏光板22的中央22c和視點(diǎn)的直 線與控制面板上偏光板22的法線所成的角度，在此，cD, (D4全部為 45°。另外，視點(diǎn)Ps (第五視點(diǎn))為控制面板上偏光板22的法線方向 上側(cè)的視點(diǎn)。
圖13 (a)表示具有圖IO所示的視野角控制面板的液晶顯示裝置 的窄視野角時的亮度分布。此外，在圖13 (a)中，L, "是表示亮 度為50cd/m2、 100cd/m2、 150cd/m2、 200cd/m2、 250cd/m2、 300cd/m2、 350cd/n^和400cd/r^的視角的分布的等位線。另外，在圖13 (a)中， 表示了與圖12所示的方位角一致的角度。
在視點(diǎn)P,和P5， Re值成為接近人/2的值(即人/2-人/4 人/2+V4)。 在該情況下，視點(diǎn)P,和Ps，也如圖13 (a)所示，成為能夠看到顯示 的"白顯示部"。另外，在視點(diǎn)P2、 P3和P4， Re值成為接近人的值 (即W4 X+X/4)。在該情況下，視點(diǎn)P2、 P3和P4，也如圖13 (a) 所示，成為不能看到顯示的"黑顯示部"。
另一方面，在廣視野角模式的情況下，通過施加5.00V的電壓， 液晶分子大致垂直地排列，在液晶單元21中幾乎不產(chǎn)生延遲。因此， 具有圖10所示的結(jié)構(gòu)的視野角控制面板2被設(shè)定成在廣視野角模式的情況下，只在上相位差板24和下相位差板25上，通過視野角控制 面板2的光在整個視野中Re值接近X/2。
圖13 (b)表示具有圖IO所示的視野角控制面板的液晶顯示裝置 的廣視野角時的亮度分布。此外，在圖13 (b)中，L, Ls是表示亮 度為130cd/m2、 240cd/m2、 350cd/m2、 460cd/m2、 570cd/m2、 680cd/m2、 790cd/ir^和900cd/n^的各視角的分布的等位線。另外，在圖13 (b) 中，表示了與圖12所示的方位角一致的角度。
如圖13 (b)所示可知，在整個視野(即全部視點(diǎn)P, P5)中具 有適度的亮度，在各視點(diǎn)都能夠看到顯示。
此外，上述那樣的延遲值的設(shè)定，能夠通過決定在窄視野角時想 要遮蔽的區(qū)域和想要看到的區(qū)域，并模擬液晶層、相位差板、偏光板 的最佳組合來進(jìn)行。
此外，當(dāng)?shù)玫綀D13 (a)和圖13 (b)所示的亮度分布時，液晶層 的厚度d為6.75|im，液晶的種類為MS991032(雙折射率An為0.0615)。 另外，此時的施加電壓，在窄視野角模式時為2.95V，在廣視野角模 式時為5.00V。
在此說明的液晶顯示裝置中的液晶層的厚度和雙折射率是本發(fā)明 的一個例子，本發(fā)明并不限定于上述的情況。在本發(fā)明的視野角控制 面板中使用的液晶層，能夠使用通常作為用于視野角控制的液晶層使 用的液晶層。但是，為了得到上述那樣的優(yōu)選的延遲值，優(yōu)選上述液 晶層的雙折射率An為0.08以下、層厚d為5pm以上7pm以下。由此， 能夠使窄視野角模式與廣視野角模式之間的延遲值之差為以上。 因此，容易用現(xiàn)有的相位差板進(jìn)行光學(xué)補(bǔ)償，通過將多個現(xiàn)有的相位 差板組合等，能夠容易地進(jìn)行上述那樣的延遲值的設(shè)定。
在此說明的相位差板24、 25的結(jié)構(gòu)，是本發(fā)明的一個例子，本發(fā) 明并不一定限定于此。圖14 (a) 圖14 (c)表示本發(fā)明的液晶顯示 裝置的視野角控制面板的其它例子。當(dāng)使用這些視野角控制面板時， 也能夠得到在窄視野角模式中能夠看到的范圍進(jìn)一步被限制的視野角 特性。
圖14 (a)所示的視野角控制面板2a中，在控制面板上偏光板22 與NEZ 31a之間設(shè)置有TAC膜34a、在控制面板下偏光板23與NEZ31b之間設(shè)置有TAC膜34b，這些與視野角控制面板2的結(jié)構(gòu)不同。 圖14 (b)所示的視野角控制面板2b中，上相位差板24和下相位差 板25分別具有從與液晶單元21鄰接一側(cè)開始依次配置有負(fù)C板33a (或33b)和人/4板32a (或32b)的構(gòu)造，這點(diǎn)與視野角控制面板2 的結(jié)構(gòu)不同。圖14 (c)所示的視野角控制面板2c中，上相位差板24 和下相位差板25分別具有從與液晶單元21鄰接一側(cè)開始依次配置有 X/4板32a (或32b)和NEZ31a (或31b)的構(gòu)造，這點(diǎn)與視野角控制 面板2的結(jié)構(gòu)不同。
如上所述，為了在窄視野角模式中有具有如圖13 (a)所示的亮 度分布的視野角特性，優(yōu)選相位差板選自NEZ、 A74板和負(fù)C板，另 外，作為相位差板，優(yōu)選至少包含入/4板和負(fù)C板。
另外，上述的各結(jié)構(gòu)例均具有在液晶層21與2塊偏光板(控制面 板上偏光板22和控制面板下偏光板23)之間分別設(shè)置有相位差板(上 相位差板24和下相位差板25)的構(gòu)造，但是本發(fā)明并不一定限定于 這樣的結(jié)構(gòu)。但是，為了實現(xiàn)在窄視野角模式時，在圖12所示的視點(diǎn) P2、 P3、 P4能得到充分的遮蔽效果的狀態(tài)(例如，具有如圖13 (a)所 示的亮度分布的狀態(tài))，優(yōu)選在液晶層與2塊偏光板之間分別設(shè)置有 2塊相位差板。
此外，上述液晶顯示裝置IO，如圖1所示，視野角控制面板2設(shè) 置在顯示用液晶面板1的下側(cè)，但是本發(fā)明并不一定限定于此，也可 以使顯示用液晶面板1與視野角控制面板2的疊層順序相反。即，例 如，也可以如圖15所示，形成為在背光源3上疊層顯示用液晶面板1、 進(jìn)一步在其上疊層視野角控制面板2的液晶顯示裝置10a那樣的結(jié)構(gòu)。 另外，在該情況下，顯示用液晶面板1也可以是半透過型液晶面板。
另外，在本實施方式中說明的視野角控制面板的液晶層中，使用 了平行取向的正型向列型液晶，但是本發(fā)明不一定限定于此，也可以 使用負(fù)型向列型液晶。當(dāng)使用負(fù)型向列型液晶時，液晶分子的行為與 正型向列型液晶不同，當(dāng)不施加電壓時，液晶分子與基板垂直，隨著 施加電壓，液晶分子向與基板平行的方向傾斜。因此，只要在廣視野 角時不向視野角控制面板的液晶單元施加電壓，而在窄視野角時向視 野角控制面板的液晶單元施加規(guī)定電壓即可。另外，在不脫離上述的主要特征的條件下，本發(fā)明能夠以其它各 種形式實施。因此，上述的實施方式在所有方面都只不過是例示，不 應(yīng)該限定地進(jìn)行解釋。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書表示，不受說明書 正文的任何約束。另外，屬于權(quán)利要求書的等價范圍的變形或變更、 工藝，全部都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明能夠應(yīng)用于包括背光源、顯示面板、和對上述顯示面板的 視野角進(jìn)行控制的視野角控制面板的液晶顯示裝置。如果使用本發(fā)明 的液晶顯示裝置，則能夠增大窄視野角時的遮蔽效果，因此能夠應(yīng)用 于考慮保護(hù)隱私和提高安全性的顯示裝置。
權(quán)利要求
1. 一種液晶顯示裝置，其包括背光源、液晶顯示面板和視野角控制面板，所述視野角控制面板將所述液晶顯示面板的視野角在第一視野角與第二視野角之間切換，所述第二視野角在所述第一視野角內(nèi)并且比所述第一視野角窄，其特征在于所述視野角控制面板由第一偏光板、液晶層和第二偏光板依次重疊而構(gòu)成，并且，在所述第一偏光板與所述液晶層之間以及所述第二偏光板與所述液晶層之間的至少一方，設(shè)置有至少1塊相位差板，所述液晶顯示面板的視野角為所述第一視野角時的白顯示部的延遲值Re1為nλ/2-λ/4<Re1<nλ/2+λ/4，其中n為1以上的整數(shù)，所述液晶顯示面板的視野角為所述第二視野角時的白顯示部的延遲值Re2為nλ/2-λ/4<Re2<nλ/2+λ/4，其中n為1以上的整數(shù)，所述液晶顯示面板的視野角為所述第二視野角時的黑顯示部的延遲值Re3為nλ-λ/4<Re3<nλ+λ/4，其中n為1以上的整數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于延遲值Rel為nV2，其中n為1以上的整數(shù)， 延遲值Re2為nX/2,其中n為1以上的整數(shù)， 延遲值Re3為n人，其中n為1以上的整數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶顯示裝置，其特征在于 將連接所述視野角控制面板的表面中央和視點(diǎn)的直線與視野角控制面板的表面中央的法線形成的角度作為極角0)、將滿足0>=45°的任 意視點(diǎn)作為第一視點(diǎn)、將自連接從第一視點(diǎn)向包含所述視野角控制面 板的表面的平面所引的垂線的垂足和所述視野角控制面板的表面中央的線開始的旋轉(zhuǎn)角作為方位角e，將0=90°并且0=45°的視點(diǎn)作為第二視點(diǎn)、將0=180°并且0>=45° 的視點(diǎn)作為第三視點(diǎn)、將0=270°并且0=45°的視點(diǎn)作為第四視點(diǎn)、將 0=0°方向的視點(diǎn)作為第五視點(diǎn)，在所述第二視野角時，在所述第一視點(diǎn)和所述第五視點(diǎn)的延遲值為n人/2-人/4 nX/2+V4，其中n為1以上的整數(shù)，在所述第二視點(diǎn)、所 述第三視點(diǎn)和所述第四視點(diǎn)的延遲值為nW4 nX+X/4，其中n為1以上的整數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述相位差板分別設(shè)置在所述第一偏光板與所述液晶層之間以及所述第二偏光板與所述液晶層之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于 在所述第一偏光板與所述液晶層之間以及所述第二偏光板與所述液晶層之間的至少一方，疊層設(shè)置有多塊所述相位差板，相互疊層的 相位差板的折射率相互不同。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述相位差板選自V4板、負(fù)C板和雙軸相位差板，所述雙軸相位差板在相互正交的x、 y、 z軸方向上具有3個主折射率nx、 ny、 nz， 并滿足nx〉nz>ny并且(nx-nz) /|nx-ny|=0.1的關(guān)系。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于 在所述第一偏光板與所述液晶層之間以及所述第二偏光板與所述液晶層之間的至少一方，至少設(shè)置有板和負(fù)C板作為所述相位差 板。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于 所述相位差板包括負(fù)C板、X/4板和所述雙軸相位差板，在所述第一偏光板與所述液晶層之間以及所述第二偏光板與所述液晶層之間 的至少一方，從與液晶層鄰接的一側(cè)開始依次疊層有負(fù)C板、人/4板 和所述雙軸相位差板。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1 8中任一項所述的液晶顯示裝置，其特征在于構(gòu)成所述視野角控制面板的第一偏光板和第二偏光板的各偏振光 透過軸相互正交。
10. —種視野角控制面板，其配置在顯示圖像的顯示裝置的背面 和前面的至少一方，并將所述顯示裝置的視野角在第一視野角與第二 視野角之間切換，所述第二視野角在所述第一視野角內(nèi)并且比所述第 一視野角窄，其特征在于所述視野角控制面板由第一偏光板、液晶層和第二偏光板依次重 疊而構(gòu)成，并且，在所述第一偏光板與所述液晶層之間以及所述第二偏光板與所述 液晶層之間的至少一方，設(shè)置有至少1塊相位差板，所述顯示裝置的視野角為所述第一視野角時的白顯示部的延遲值Rel為nV2-人/4〈ReKn人/2+V4，其中n為1以上的整數(shù)，所述顯示裝置的視野角為所述第二視野角時的白顯示部的延遲值Re2為n人/2-V4<Re2<nX/2+V4，其中n為1以上的整數(shù)，所述顯示裝置的視野角為所述第二視野角時的黑顯示部的延遲值Re3為nX-X/4<Re3<n;i+V4，其中n為1以上的整數(shù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的視野角控制面板，其特征在于.-延遲值Rel為nV2，其中n為1以上的整數(shù)，延遲值Re2為n人/2，其中n為1以上的整數(shù)， 延遲值Re3為nX，其中n為l以上的整數(shù)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的視野角控制面板，其特征在于 將連接所述視野角控制面板的表面中央和視點(diǎn)的直線與視野角控制面板的表面中央的法線形成的角度作為極角0)、將滿足0>-45°的任意視點(diǎn)作為第一視點(diǎn)、將自連接從第一視點(diǎn)向包含所述視野角控制面 板的表面的平面所引的垂線的垂足和所述視野角控制面板的表面中央的線開始的旋轉(zhuǎn)角作為方位角e，將0=90°并且0=45°的視點(diǎn)作為第二視點(diǎn)、將0=180°并且(D=45°的視點(diǎn)作為第三視點(diǎn)、將e=270°并且0)=45°的視點(diǎn)作為第四視點(diǎn)、將 0=0°方向的視點(diǎn)作為第五視點(diǎn)，在所述第二視野角時，在所述第一視點(diǎn)和所述第五視點(diǎn)的延遲值為n人/2-人/4 nV2+X/4，其中n為1以上的整數(shù)，在所述第二視點(diǎn)、所 述第三視點(diǎn)和所述第四視點(diǎn)的延遲值為nX-X/4 nX+X/4，其中n為1以上的整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供液晶顯示裝置和視野角控制面板。本發(fā)明的液晶顯示裝置(10)包括背光源(3)、顯示用液晶面板(1)和將顯示用液晶面板(1)的視野角在廣視野角模式與窄視野角模式之間切換的視野角控制面板(2)。視野角控制面板(2)由控制面板上偏光板(22)、液晶單元(21)和控制面板下偏光板(23)依次重疊而構(gòu)成，并且在偏光板(22、23)與液晶單元(21)之間分別設(shè)置有相位差板(24、25)。視野角控制面板(2)被設(shè)定成在廣視野角模式中的白顯示部中的Re1為nλ/2(n為1以上的整數(shù))、在窄視野角模式中的白顯示部中的Re2為nλ/2(n為1以上的整數(shù))、在窄視野角模式中的黑顯示部中的Re3為nλ(n為1以上的整數(shù))。
文檔編號G02F1/13363GK101454712SQ20078001883
公開日2009年6月10日 申請日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月5日
發(fā)明者岡崎敢, 千葉大, 坂井健彥, 束村親紀(jì), 森下克彥, 片岡義晴 申請人:夏普株式會社