特許ウォッチ

公開番号2025001961
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023101787
出願日2023-06-21
発明の名称映像表示装置
出願人シャープディスプレイテクノロジー株式会社
代理人弁理士法人WisePlus
主分類G02F 1/1347 20060101AFI20241226BHJP(光学)
要約【課題】厚みを抑えつつ視野角を制御することができる液晶パネル、及び、該液晶パネルを備える映像表示装置を提供する。
【解決手段】画像を表示する表示パネルと、液晶パネルとを備える映像表示装置であって、表示パネルは少なくとも偏光板を備え、液晶パネルの表示パネル側に、表示パネルが備える偏光板が対向配置されており、液晶パネルは、一対の透明基板間に、平面視で間隔を空けて配置された電極Aと、液晶層と、液晶層を挟んで電極Aに対向配置された電極Bとを備え、かつ電極Aと電極Bとの間に電圧を印加する電圧印加手段を備え、液晶層は、二色性色素と液晶分子とを含むゲストホスト型液晶層であり、電極Aに重畳する重畳領域と、電極Aに重畳しない非重畳領域とを備え、偏光板の透過軸は、平面視において液晶分子の初期配向方向に対して略垂直である、映像表示装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
画像を表示する表示パネルと、液晶パネルと、を備える映像表示装置であって、
前記表示パネルは、少なくとも偏光板を備え、
前記液晶パネルの前記表示パネル側に、前記表示パネルが備える前記偏光板が対向配置されており、
前記液晶パネルは、一対の透明基板間に、平面視で間隔を空けて配置された電極Ａと、液晶層と、前記液晶層を挟んで前記電極Ａに対向配置された電極Ｂと、を備え、かつ前記電極Ａと前記電極Ｂとの間に電圧を印加する電圧印加手段を備え、
前記液晶層は、二色性色素と液晶分子とを含むゲストホスト型液晶層であり、前記電極Ａに重畳する重畳領域と、前記電極Ａに重畳しない非重畳領域と、を備え、
前記偏光板の透過軸は、平面視において、前記液晶分子の初期配向方向に対して略垂直であることを特徴とする映像表示装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記液晶層は、透明領域と、透過状態と吸収状態とに切り替わる切替領域と、を有することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項３】
前記透明領域と前記切替領域とは、同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の映像表示装置。
【請求項４】
前記電極Ａは、平面視でストライプ状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項５】
前記液晶パネルは、第一の透明基板、第一の電極、前記液晶層、第二の電極、層間絶縁膜、第三の電極、及び、第二の透明基板をこの順に備え、
前記第二の電極が、前記電極Ａであり、
前記第一の電極が、前記電極Ｂであり、
前記液晶パネルは更に、前記第一の電極と前記第三の電極との間に電圧を印加する電圧印加手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項６】
前記液晶パネルは、第一の透明基板、第一の電極、第一の層間絶縁膜、第二の電極、前記液晶層、第三の電極、第二の層間絶縁膜、第四の電極、及び、第二の透明基板をこの順に備え、
前記第二の電極又は前記第三の電極のうち一方が前記電極Ａであり、その他方が前記電極Ｂであって、前記電圧印加手段は、前記第二の電極と前記第三の電極との間に電圧を印加する手段であり、
前記液晶パネルは更に、前記第一の電極と前記第四の電極との間に電圧を印加する電圧印加手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項７】
前記液晶パネルは、第一の透明基板、第一の電極、第一の層間絶縁膜、第二の電極、前記液晶層、第三の電極、第二の層間絶縁膜、第四の電極、及び、第二の透明基板をこの順に備え、
前記第二の電極又は前記第三の電極のうち少なくとも一方が、前記電極Ａであり、
前記第一の電極又は前記第四の電極のうち少なくとも一方が、前記電極Ｂであり、
前記電圧印加手段は、前記第二の電極と前記第四の電極との間に電圧を印加する第一の電圧印加手段、及び、前記第一の電極と前記第三の電極との間に電圧を印加する第二の電圧印加手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項８】
前記非重畳領域の厚みは、３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項９】
前記電極Ａ及び前記電極Ｂは、透明電極であることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項１０】
前記第一の電極、前記第二の電極及び前記第三の電極は、透明電極であることを特徴とする請求項５に記載の映像表示装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
以下の開示は、映像表示装置に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
映像表示装置の主要部品である液晶パネルは一般に、一対の基板間に液晶層を封入した構成からなり、液晶層に対して電圧を印加し、印加した電圧に応じて液晶分子の配向状態を変化させることにより、光の透過量を制御している。このような液晶パネルは、薄型、軽量及び低消費電力といった特長を活かし、各種用途に広く用いられている。
【０００３】
近年、映像表示装置では、狭い視野角の範囲から観察しても、広い角度の範囲から観察しても、同様の画像が観察できるように視野角特性を向上させることが検討されている。一方で、プライバシー保持の観点からは、狭い視野角の範囲からは画像を観察できるが、広い視野角の範囲からは上記画像を観察し難くする表示方法が検討されている。このように、狭い視野角の範囲においても広い角度の範囲においても同様の画像が観察できるパブリックモード（広視野角モードとも称す）と、狭い視野角の範囲からは画像を観察できるが、広い視野角の範囲からは画像を観察し難いプライバシーモード（狭視野角モードとも称す）とを切り替え可能な表示装置が求められている。
【０００４】
視野角モードを切り替える技術に関し、例えば特許文献１には、液晶表示素子と、光源と、これらの間に配置された光学素子とを備える表示装置が開示され、該光学素子として、一対の透明基材間に、透光性材料からなる第１の領域と、第１の領域の間に配置され透光状態と散乱又は吸収状態とが選択的に切り換えられる複合材料を含む第２の領域と、を有し、該複合材料が高分子分散型液晶に二色性の黒色色素を添加した材料で構成された形態が例示されている。特許文献２には、視野角制御素子を映像表示素子の前面等に配置した映像表示素子が開示され、該視野角制御素子として、一つの画素に対向して、ある透過度を有する第１領域と、ある透過度と、それよりも小さいある透過度とに切り替えることができる第２領域と、を備え、該第２領域（遮光領域）が二色性色素のゲストホスト型結晶により形成された形態が例示されている。
【０００５】
特許文献３には、二色性色素が添加された液晶層と、該液晶層の液晶分子の配列状態を変化させることで表示状態を切り替え可能にする駆動回路とを備える視野角制御装置と、該装置側に偏光板を有する表示装置とを備えるディスプレイが開示されている。特許文献４には、第一のディスプレイと、一対の電極間に挟持された液晶層を備える第二のディスプレイと、これらに挟持される偏光板とを備え、該第二ディスプレイが有する液晶層が液晶分子をホストとし、色素分子をゲストとするゲストホスト液晶セルであり、該液晶分子の長軸方向と該色素分子の長軸方向とが平行である表示パネルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００７－２０６３７３号公報
特開２００５－２２１７５６号公報
国際公開第２００８／０４７７５４号
米国特許出願公開第２０２０／００６４６６６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２７は、本願出願人が見出したある映像表示装置１Ｒの断面模式図である。映像表示装置１Ｒは、図２７に示す通り、観察面側から背面側に向かって順に、液晶パネル２０Ｒと、表示パネル１０Ｒと、バックライト４０とを備える。表示パネル１０Ｒと液晶パネル２０Ｒとの間には、これらを貼付するための粘着層１５０を有する。液晶パネル２０Ｒは、観察面側から順に、第一の透明基板２１０と、第一の電極２３１と、液晶材料（ホスト）に二色性色素（ゲスト）を添加したゲストホスト型液晶を含有する液晶層２４０と、第二の電極２３２と、層間絶縁膜２５０と、第三の電極２３３と、第二の透明基板２２０と、を備える。表示パネル１０Ｒは、観察面側から順に、偏光板１４１と、カラーフィルタ（ＣＦ：ＣｏｌｏｒＦｉｌｔｅｒ）層を備えるＣＦ基板１１０と、液晶層１３０と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を備えるＴＦＴ基板１２０と、偏光板１４２と、を備える。
【０００８】
液晶パネル２０Ｒが有する液晶層２４０は、第二の電極２３２にする重畳領域２４１と、第二の電極２３２に重畳しない非重畳領域２４２と、を有する。液晶層２４０が二色性色素を含むＧＨ型液晶層であり、かつ重畳領域２４１と非重畳領域２４２とを有するという特徴を備えることによって、液晶層２４０は、透明領域と、透過状態と吸収状態とに切り替わる切替領域と、を有することになる。このような映像表示装置１Ｒは、液晶層２４０への電圧の印加又は無印加により視野角を制御する機能を有するが、この機能に加えて、液晶層２４０自体がルーバーとして機能するというルーバー機能も併せ持つ。そのため、映像表示装置１Ｒは、表示装置分野で極めて有用である。
【０００９】
だが、本願発明者が映像表示装置１Ｒについて更に検討を行ったところ、背面側から液晶パネル２０Ｒに入射する光の偏光方向によっては、ルーバー機能がより充分に得られない場合があることを見出した。映像表示装置１Ｒが、観察面側から背面側に向かって順に、表示パネル１０Ｒと、液晶パネル２０Ｒと、バックライト４０とを備える場合も、ルーバー機能が充分に得られない場合があることを見出した。このように本願発明者は、極めて有用な映像表示装置１Ｒにも未だ、より効果的に視野角を制御するための改善の余地があることを見出した。
【００１０】
本願発明者が更に詳細な検討を行ったところ、その原因は、液晶層２４０（ＧＨ型液晶層）に入射する光のうち、該液晶層中の液晶分子の配向方向に直交する光が吸収されずに透過されることにあると見出した。この場合、液晶層２４０において、切替領域による吸収機能や透明領域による透過機能に課題が残ると考えられる。具体的には例えば、第一の電極２３１と第二の電極２３２との間（２６２）に電圧が印加され、かつ第一の電極２３１と第三の電極２３３との間（２６１）に電圧が印加されていない状態（電圧印加状態）において、切替領域が吸収状態に切り替わらずに全方位の光が透過したり（図２８Ａ参照）、透明領域も吸収状態となってしまい、全方位の光が遮断されたりすることが考えられる（図２８Ｂ参照）。図２８Ａ及び図２８Ｂは、本願出願人が見出したある映像表示装置１Ｒについて、この装置が有し得る課題を検討した図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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