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JP4609404B2 - Liquid crystal display capable of limiting viewing angle - Google Patents
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Description

この発明は、視野角を制限可能な液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device capable of limiting a viewing angle.

液晶表示素子は、視野角が広い。そのため、その表示を斜め方向(液晶表示素子の法線方向に対して傾いた方向)から他者により覗き見されるおそれがある。   The liquid crystal display element has a wide viewing angle. Therefore, there is a possibility that the display is peeped by others from an oblique direction (a direction inclined with respect to the normal direction of the liquid crystal display element).

覗き見を防止する液晶表示装置としては、前記液晶表示素子の一方の面側に、その正面方向に対して傾いた方向からの視認性を低下させるための視野角制限素子を配置し、広視野角表示と、第3者により覗き見されるおそれの無いセキュリティ性の高い狭視野角表示とを行なうことができる液晶表示装置が提案されている。(特許文献1参照)
この視野角制限素子は、一対の基板の互いに対向する内面それぞれに、複数の区分領域を設け、各区分領域に対応させて、予め定めた形状の電極を形成し、これらの各区分領域毎に、一対の基板間に封入した液晶層の液晶分子を、前記液晶表示素子の法線方向に対して一方の方向に傾いた方向に視野角を有する配向状態と、その方向とは反対方向に傾いた方向に視野角を有する配向状態とに配向させるものである。
As a liquid crystal display device for preventing peeping, a viewing angle limiting element for reducing visibility from a direction inclined with respect to the front direction is disposed on one surface side of the liquid crystal display element, and a wide viewing field is provided. There has been proposed a liquid crystal display device capable of performing a corner display and a high security narrow viewing angle display without a possibility of being peeped by a third party. (See Patent Document 1)
This viewing angle limiting element is provided with a plurality of segmented regions on each of the inner surfaces facing each other of a pair of substrates, and an electrode having a predetermined shape is formed corresponding to each segmented region. The liquid crystal molecules encapsulated between a pair of substrates are tilted in an orientation state having a viewing angle in a direction tilted in one direction with respect to the normal direction of the liquid crystal display element, and in a direction opposite to that direction. In an orientation state having a viewing angle in the selected direction.

この液晶表示装置は、前記視野角制限素子の電極間への電圧の印加により、斜め方向からの視認性を低下させて前記液晶表示素子の表示画像の視野角を制限するものである。   The liquid crystal display device limits the viewing angle of the display image of the liquid crystal display element by reducing the visibility from an oblique direction by applying a voltage between the electrodes of the viewing angle limiting element.

すなわち、前記視野角制限素子の電極間に電圧を印加しないとき、つまり前記視野角制限素子が無表示状態のときは、前記液晶表示素子の表示画像が広い視野角で見える。これに対し、前記視野角制限素子の電極間に電圧を印加すると、前記正面方向に対して一方の方向に傾いた方向及びその反対方向に傾いた方向から見たときに、前記液晶表示素子の表示画像が、前記視野角制限素子の一方の方向に傾いた方向に視野角を有する各区分領域、及び反対方向に傾いた方向に視野角を有する各区分領域それぞれの前記予め定めた形状の電極に対応する表示があらわれ、この表示により隠される。そのため、前記一方の方向及び反対方向に傾いた方向からは前記液晶表示素子の表示画像を認識することができなくなり、前記表示画像の視野角が見かけ上制限され、前記表示画像の視野角が狭くなる。
特開2004―133334号公報
That is, when a voltage is not applied between the electrodes of the viewing angle limiting element, that is, when the viewing angle limiting element is in a non-display state, the display image of the liquid crystal display element can be seen with a wide viewing angle. On the other hand, when a voltage is applied between the electrodes of the viewing angle limiting element, the liquid crystal display element of the liquid crystal display element is viewed from a direction inclined in one direction with respect to the front direction and a direction inclined in the opposite direction. The electrode having the predetermined shape for each segmented region having a viewing angle in a direction tilted in one direction of the viewing angle limiting element and each segmented region having a viewing angle in a direction tilted in the opposite direction. A display corresponding to is displayed and is hidden by this display. Therefore, the display image of the liquid crystal display element cannot be recognized from the one direction and the direction inclined in the opposite direction, the viewing angle of the display image is apparently limited, and the viewing angle of the display image is narrow. Become.
JP 2004-133334 A

しかし、液晶表示素子の画面に対応する領域を複数に区分した各区分領域毎に液晶分子を異なる配向状態に配向させた視野角制限素子は、その一対の基板の内面にそれぞれ、前記各区分領域毎に方向を異ならせた複雑な配向処理(配向膜のラビング処理)を施さなければならないため、製造が難しい。   However, the viewing angle limiting element in which the liquid crystal molecules are aligned in different alignment states for each of the divided regions obtained by dividing the region corresponding to the screen of the liquid crystal display element into each of the divided regions on the inner surfaces of the pair of substrates. Manufacture is difficult because a complicated alignment process (rubbing process of the alignment film) having a different direction must be performed.

この発明の目的は、視野角を制限することができる液晶表示装置を提供することである。また、この発明の目的は、広視野角表示と狭視野角表示とに視野角を制御することができる液晶表示装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of limiting the viewing angle. Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of controlling the viewing angle between wide viewing angle display and narrow viewing angle display.

上述した目的を達成するため、この発明の第1の観点による液晶表示装置は、
液晶層と第1の偏光板とを有した液晶表示素子と、
前記第1の偏光板を介して前記液晶層に光を照射する面光源と、
前記第1の偏光板と前記面光源との間に配置された視野角制限素子と、
を備え、
前記視野角制限素子は、
互いに対向するように且つ対向距離が可変可能に配置された第1の基板及び第2の基板と、
前記第1の基板における前記第2の基板との対向面に該対向面から前記第2の基板に向かって突出するように配置され、透過光に対して1/2波長の位相差を与える第1の位相差層と、
前記第2の基板における前記第1の基板との対向面に該対向面から前記第1の基板に向かって突出するように配置され、透過光に対して1/2波長の位相差を与える第2の位相差層と、
透過軸が前記第1の偏光板の透過軸に直交するように配置された第2の偏光板と、
を備え、
前記第2の基板は、前記第1の基板と前記第2の偏光板との間に配置され、
前記第2の偏光板は、前記第2の基板と前記面光源との間に配置され、
所定の方向から平面視したときに前記第1の位相差層と前記第2の位相差層とが交互に並ぶように配置されていることを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, a liquid crystal display device according to the first aspect of the present invention provides
A liquid crystal display element having a liquid crystal layer and a first polarizing plate ;
A surface light source for irradiating the liquid crystal layer with light through the first polarizing plate ;
A viewing angle limiting element disposed between the first polarizing plate and the surface light source ;
With
The viewing angle limiting element is:
A first substrate and a second substrate which are arranged so as to face each other and the facing distance is variable,
The first substrate is disposed on the surface facing the second substrate so as to protrude from the facing surface toward the second substrate, and gives a phase difference of ½ wavelength to the transmitted light. 1 retardation layer;
The second substrate is disposed on the surface facing the first substrate so as to protrude from the facing surface toward the first substrate, and gives a phase difference of ½ wavelength to the transmitted light. Two retardation layers;
A second polarizing plate disposed so that a transmission axis is orthogonal to the transmission axis of the first polarizing plate;
With
The second substrate is disposed between the first substrate and the second polarizing plate,
The second polarizing plate is disposed between the second substrate and the surface light source,
The first retardation layer and the second retardation layer are alternately arranged when viewed from above in a predetermined direction .

この発明の第2の観点による液晶表示装置は、A liquid crystal display device according to the second aspect of the present invention provides:
液晶層と第1の偏光板とを有した液晶表示素子と、A liquid crystal display element having a liquid crystal layer and a first polarizing plate;
前記第1の偏光板を介して前記液晶層に光を照射する面光源と、A surface light source for irradiating the liquid crystal layer with light through the first polarizing plate;
前記第1の偏光板と前記面光源との間に配置された視野角制限素子と、A viewing angle limiting element disposed between the first polarizing plate and the surface light source;
を備え、With
前記視野角制限素子は、The viewing angle limiting element is:
互いに対向するように且つ対向距離が可変可能に配置された第1の基板及び第2の基板と、A first substrate and a second substrate which are arranged so as to face each other and the facing distance is variable,
前記第1の基板における前記第2の基板との対向面に該対向面から前記第2の基板に向かって突出するように配置された第1の位相差層と、A first retardation layer disposed on a surface of the first substrate facing the second substrate so as to protrude from the facing surface toward the second substrate;
前記第2の基板における前記第1の基板との対向面に該対向面から前記第1の基板に向かって突出するように配置された第2の位相差層と、A second retardation layer disposed on a surface of the second substrate facing the first substrate so as to protrude from the facing surface toward the first substrate;
透過軸が前記第1の偏光板の透過軸に直交するように配置された第2の偏光板と、A second polarizing plate disposed so that a transmission axis is orthogonal to the transmission axis of the first polarizing plate;
を備え、With
前記第2の基板は、前記第1の基板と前記第2の偏光板との間に配置され、The second substrate is disposed between the first substrate and the second polarizing plate,
前記第2の偏光板は、前記第2の基板と前記面光源との間に配置され、The second polarizing plate is disposed between the second substrate and the surface light source,
前記第1の位相差層は、該第1の位相差層の遅相軸が、前記第2の位相差層の遅相軸に対して平行になるように且つ前記第2の偏光板の透過軸に対して45°の角度になるように配置され、The first retardation layer is configured such that a slow axis of the first retardation layer is parallel to a slow axis of the second retardation layer and transmitted through the second polarizing plate. Arranged at an angle of 45 ° to the axis,
所定の方向から平面視したときに前記第1の位相差層と前記第2の位相差層とが交互に並ぶように配置されていることを特徴とする。The first retardation layer and the second retardation layer are alternately arranged when viewed from above in a predetermined direction.

本発明によれば、広視野角表示と狭視野角表示とに視野角を制御することができる。According to the present invention, the viewing angle can be controlled in the wide viewing angle display and the narrow viewing angle display.

実施の形態1.
図1〜図10はこの発明の第1の実施例を示しており、図1は液晶表示装置の分解斜視図、図2は前記液晶表示装置の側面図である。
Embodiment 1 FIG.
1 to 10 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device, and FIG. 2 is a side view of the liquid crystal display device.

この液晶表示装置は、光の透過を制御する複数の画素(図示せず)をマトリックス状に配列した画面領域1aを有する液晶表示素子1と、前記液晶表示素子1の観察側(図1及び図2において上側)とは反対側に配置され、前記液晶表示素子1に向けて照明光を照射する面光源7と、前記液晶表示素子1と面光源7との間に配置された視野角制限素子10とを備えている。   The liquid crystal display device includes a liquid crystal display element 1 having a screen region 1a in which a plurality of pixels (not shown) for controlling light transmission are arranged in a matrix, and an observation side of the liquid crystal display element 1 (FIGS. 1 and 2, the surface light source 7 that is disposed on the opposite side to the liquid crystal display element 1, and the viewing angle limiting element disposed between the liquid crystal display element 1 and the surface light source 7. 10.

前記液晶表示素子1は、アクティブマトリックス液晶表示素子であり、その内部構造は図示しないが、枠状のシール材4を介して接合された一対の透明基板2,3の互いに対向する内面のうち、一方の基板、例えば観察側とは反対側の基板3の内面に、行方向(画面の左右方向)及び列方向(画面の上下方向)にマトリックス状に配列した複数の透明な画素電極と、これらの画素電極にそれぞれ接続された複数のTFT(薄膜トランジスタ)と、各行のTFTにそれぞれ接続された複数のゲート配線と、各列のTFTにそれぞれ接続されたデータ配線と、が設けられている。他方の基板、つまり観察側基板2の内面に、前記複数の画素電極と対向する一枚膜状の透明な対向電極と、前記複数の画素電極と対向電極とが互いに対向する領域からなる複数の画素にそれぞれ対応させて形成された赤、緑、青の3色のカラーフィルタが設けられている。前記一対の基板2,3間の前記シール材4により囲まれた領域に液晶層が封入されている。   The liquid crystal display element 1 is an active matrix liquid crystal display element, the internal structure of which is not shown, but of the inner surfaces facing each other of a pair of transparent substrates 2 and 3 joined via a frame-shaped sealing material 4, A plurality of transparent pixel electrodes arranged in a matrix in the row direction (horizontal direction of the screen) and the column direction (vertical direction of the screen) on the inner surface of one substrate, for example, the substrate 3 opposite to the observation side, and A plurality of TFTs (thin film transistors) respectively connected to the pixel electrodes, a plurality of gate wirings connected to the TFTs in each row, and data wirings connected to the TFTs in each column are provided. On the other substrate, that is, on the inner surface of the observation-side substrate 2, a single transparent transparent electrode facing the plurality of pixel electrodes, and a plurality of regions comprising the plurality of pixel electrodes and the counter electrode facing each other Three color filters of red, green, and blue are formed corresponding to the pixels. A liquid crystal layer is sealed in a region surrounded by the sealing material 4 between the pair of substrates 2 and 3.

また、この液晶表示素子1は、前記液晶層の液晶分子を一対の基板2,3間において実質的に90°の捩れ角でツイスト配向させたTN(ツイステッドネマティック)型液晶表示素子であり、観察側とその反対側に配置された一対の偏光板5,6を備えている。   The liquid crystal display element 1 is a TN (twisted nematic) type liquid crystal display element in which the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are twist-oriented between the pair of substrates 2 and 3 at a substantially 90 ° twist angle. And a pair of polarizing plates 5 and 6 disposed on the opposite side.

なお、この実施例の液晶表示素子1はノーマリーホワイトモードのものである。前記一対の偏光板5,6のうち、観察側の偏光板5は、その透過軸5aを、画面の横軸100に対して一方の方向、例えば観察側から見て左回りに実質的に45°傾いた方向に向けて配置され、反対側の偏光板6は、その透過軸6aを、前記観察側偏光板5の透過軸5aと実質的に直交させて配置されている。   Note that the liquid crystal display element 1 of this embodiment is of a normally white mode. Of the pair of polarizing plates 5 and 6, the polarizing plate 5 on the observation side has a transmission axis 5a substantially 45 in one direction with respect to the horizontal axis 100 of the screen, for example, counterclockwise when viewed from the observation side. The polarizing plate 6 on the opposite side is arranged in a direction inclined at an angle, and its transmission axis 6 a is arranged so as to be substantially orthogonal to the transmission axis 5 a of the observation side polarizing plate 5.

前記面光源7は、板状の透明部材からなる導光板8と、LED(発光ダイオード)等の複数の発光素子9と、から構成される。導光板8は、その1つの端面に光を入射させる入射端面8aが形成され、2つの板面の一方に前記入射端面8aから入射した光を出射する出射面8bが形成され、他方の板面に前記入射端面8aから入射した光を前記出射面8bに向けて反射する反射面8cが形成される。発光素子9は、この導光板8の入射端面8aに対向させて配置される。   The surface light source 7 includes a light guide plate 8 made of a plate-shaped transparent member, and a plurality of light emitting elements 9 such as LEDs (light emitting diodes). The light guide plate 8 is formed with an incident end face 8a for making light incident on one end face thereof, and an exit face 8b for emitting light incident from the incident end face 8a is formed on one of the two plate faces, and the other plate face. A reflection surface 8c is formed that reflects light incident from the incident end surface 8a toward the emission surface 8b. The light emitting element 9 is disposed to face the incident end face 8a of the light guide plate 8.

この面光源7は、前記発光素子9からの光を前記導光板8にその入射端面8aから入射させ、その光を前記導光板8の出射面8bの全域から、前記導光板8の法線方向に対してその全周方向に略均等な角度の広がり角範囲に出射する。   The surface light source 7 causes light from the light emitting element 9 to enter the light guide plate 8 from its incident end face 8a, and emits the light from the entire area of the light exit surface 8b of the light guide plate 8 in the normal direction of the light guide plate 8. In contrast, the light is emitted in a spread angle range having a substantially uniform angle in the entire circumferential direction.

一方、前記視野角制限素子10は、前記液晶表示素子1に対して、前記面光源7からの照明光を前記液晶表示素子1の法線方向に対して予め定めた角度範囲内の方向に向かう光を透過させ、前記法線方向に対して前記予め定めた角度範囲以外の角度で傾いた方向に向かう光の透過を制限することができる光学素子である。この視野角制限素子10は、透過光に1/2波長の位相差を与える第1の位相差板と、透過光に1/2波長の位相差を与える第2の位相差板とにより構成されている。第1の位相差板は、前記液晶表示素子の画面領域に対応する領域に、予め定めた平面形状を有する複数の第1の位相差層が、平面上で間隔を隔てて配置される。第2の位相差板は、前記画素領域に対応する領域の、前記複数の第1の位相差層に対応する領域以外の領域に対応させて複数配置される。第1の位相差板と第2の位相差板は、これらの間に予め定めた間隙を設けて配置されている。   On the other hand, the viewing angle limiting element 10 directs illumination light from the surface light source 7 toward the liquid crystal display element 1 in a direction within a predetermined angle range with respect to the normal line direction of the liquid crystal display element 1. It is an optical element that can transmit light and limit the transmission of light in a direction inclined at an angle other than the predetermined angle range with respect to the normal direction. The viewing angle limiting element 10 includes a first retardation plate that gives a half-wave phase difference to transmitted light and a second retardation plate that gives a half-wave phase difference to transmitted light. ing. In the first retardation plate, a plurality of first retardation layers having a predetermined planar shape are arranged at an interval on a plane in a region corresponding to the screen region of the liquid crystal display element. A plurality of second retardation plates are arranged in correspondence with regions other than the regions corresponding to the plurality of first retardation layers in the region corresponding to the pixel region. The first retardation plate and the second retardation plate are arranged with a predetermined gap between them.

図3及び図4は前記視野角制限素子10の一部分の断面図及び斜視図である。この視野角制限素子10は、複数の第1の1/2位相差層13が設けられた第1の透明板11と、複数の1/2位相差層14が設けられ、前記第1の透明板11に対して予め定めた間隙を設けて対向する第2の透明板12と、前記第1と第2の透明板11,12の一方の外面に偏光フィルム15とからなっている。第1の透明板11の第2の透明板12と対向する内面に、透過光の常光と異常光との間に1/2波長の位相差を与え、予め定めた平面形状を有する複数の1/2位相差層13が平面的に間隔を隔てて配置されている。第2の透明板12の内面には、前記複数の第1の1/2位相差層13と対向しないように間隔を隔てて複数の第2の1/2位相差層14が配置されている。すなわち、図3に示すように、この視野角制限素子10の複数の1/2位相差層13と14とは、第1の透明板11と第2の透明板12とに交互に設けられており、液晶表示素子の法線方向から観察して、実質的に1枚の位相板として作用する。   3 and 4 are a sectional view and a perspective view of a part of the viewing angle limiting element 10. This viewing angle limiting element 10 is provided with a first transparent plate 11 provided with a plurality of first ½ retardation layers 13 and a plurality of ½ retardation layers 14, and the first transparent plate The second transparent plate 12 is opposed to the plate 11 with a predetermined gap, and the polarizing film 15 is formed on one outer surface of the first and second transparent plates 11 and 12. A plurality of 1's having a predetermined planar shape are provided on the inner surface of the first transparent plate 11 facing the second transparent plate 12 by giving a half-wave phase difference between ordinary light and extraordinary light of transmitted light. / 2 The phase difference layer 13 is arrange | positioned at intervals planarly. A plurality of second ½ retardation layers 14 are arranged on the inner surface of the second transparent plate 12 so as not to face the plurality of first ½ retardation layers 13. . That is, as shown in FIG. 3, the plurality of ½ retardation layers 13 and 14 of the viewing angle limiting element 10 are alternately provided on the first transparent plate 11 and the second transparent plate 12. Observed from the normal direction of the liquid crystal display element, it substantially acts as one phase plate.

この視野角制限素子10の第1の透明板11と第2の透明板12とはそれぞれ、透過光に対してほとんど複屈折性を示さないガラス板等からなっている。   The first transparent plate 11 and the second transparent plate 12 of the viewing angle limiting element 10 are each made of a glass plate or the like that hardly exhibits birefringence with respect to transmitted light.

そして、この実施例では、前記1/2位相差層13,14は、一軸延伸フィルムまたは高分子液晶層等からなっており、これらの1/2位相差層13,14はそれぞれ、予め定めた方向に沿わせてストライプ状に形成されている。   In this embodiment, the 1/2 retardation layers 13 and 14 are made of a uniaxially stretched film, a polymer liquid crystal layer, or the like, and the 1/2 retardation layers 13 and 14 are respectively determined in advance. It is formed in a stripe shape along the direction.

なお、前記1/2位相差層13,14は、例えば、前記透明板11,12面に、前記一軸延伸フィルムを帯状にカットした複数の1/2位相差フィルムをストライプ状に並べて貼付けるか、あるいは、前記透明板11,12面に高分子液晶を塗布又は印刷し、その高分子液晶を予め定めた一方の方向に分子長軸が揃うようにストライプ状に配向させてポリマー化することにより形成することができる。   The 1/2 retardation layers 13 and 14 may be, for example, a plurality of 1/2 retardation films obtained by cutting the uniaxially stretched film into a strip shape on the transparent plates 11 and 12 in a stripe shape. Alternatively, a polymer liquid crystal is applied or printed on the surfaces of the transparent plates 11 and 12, and the polymer liquid crystal is aligned in a stripe shape so that the molecular long axes are aligned in one predetermined direction to be polymerized. Can be formed.

そして、前記1/2位相差層13,14はそれぞれ、その幅と同じ間隔だけ離間するように平行に形成されており、且つ、前記透明板11,12の法線方向から見たときに、隣接する前記第1の位相差層13の側縁と第2の位相差層14の側縁とが一致するような位置関係で形成される。   The ½ retardation layers 13 and 14 are formed in parallel so as to be separated by the same interval as the width thereof, and when viewed from the normal direction of the transparent plates 11 and 12, The side edges of the adjacent first retardation layer 13 and the side edge of the second retardation layer 14 are formed so as to coincide with each other.

さらに、前記1/2位相差層13,14は、前記透明板11,12の法線方向に対して前記ストライプの幅方向に傾いた方向から見たときの第1の位相差層13と第2の位相差層14の側縁同士の重なりによる平行線状の縞模様を目立たなくするために、液晶表示素子1の複数個の画素に対応する幅程に、好ましくは1つの画素の幅程度にできるだけ小さい幅及び間隔で形成されている。   Further, the ½ retardation layers 13 and 14 are the same as the first retardation layer 13 and the first retardation layer 13 when viewed from the direction inclined in the width direction of the stripe with respect to the normal direction of the transparent plates 11 and 12. In order to obscure the parallel stripe pattern due to the overlapping of the side edges of the two retardation layers 14, the width corresponding to the plurality of pixels of the liquid crystal display element 1, preferably the width of one pixel. Are formed with the smallest possible width and spacing.

前記第1と第2の透明板11,12の間隔は、視認を制限する視野角に応じて予め設定され、この間隔に対応する厚さを持った枠状スペーサ16により接合されている。前記スペーサは、第1の位相差層と第2の位相差層との互いの距離が、予め定めた視野角の範囲以外の視野制限角の範囲に入射した光を、前記第1、第2の位相差層の両方に透過させ、且つ、第1の位相差層の間に存在する位相差の無い領域と第2の透明板12の位相差層の間に存在する位相差の無い領域とにそれぞれ透過させるための長さに対応する厚さを有している。   The distance between the first and second transparent plates 11 and 12 is set in advance according to the viewing angle that restricts visual recognition, and is joined by a frame-shaped spacer 16 having a thickness corresponding to this distance. The spacer is configured so that the first and second light beams are incident on a range of a viewing restriction angle other than a predetermined viewing angle range between the first retardation layer and the second retardation layer. And a region having no retardation existing between the first retardation layers and a region having no retardation existing between the retardation layers of the second transparent plate 12. Each has a thickness corresponding to the length for transmission.

すなわち、前記第1と第2の透明板11,12の間隔は、例えば、前記液晶表示素子1の法線に対して45゜より大きい角度で傾いた方向からの視認を制限する場合は、この実施例のように、前記第1と第2の透明板11,12の間隔を、前記1/2位相差層13と1/2位相差層14の間隔がそれらの幅及び間隔と同程度になるように設定する。また、視認可能な視野角を45゜より小さい角度範囲とする場合は、前記1/2位相差層13と1/2位相差層14の間隔を、これらの1/2位相差層13,14の幅及び間隔より大きく設定する。これとは反対に、視認可能な視野角を45゜より大きい角度範囲とする場合は、前記1/2位相差層13と1/2位相差層14の間隔を、これらの幅及び間隔より小さく設定すればよい。   That is, the distance between the first and second transparent plates 11 and 12 is, for example, when the visual recognition from a direction inclined at an angle larger than 45 ° with respect to the normal line of the liquid crystal display element 1 is limited. As in the embodiment, the interval between the first and second transparent plates 11 and 12 is set so that the interval between the ½ phase difference layer 13 and the ½ phase difference layer 14 is the same as the width and interval thereof. Set as follows. In addition, when the visible viewing angle is set to an angle range smaller than 45 °, the interval between the ½ retardation layer 13 and the ½ retardation layer 14 is set to the ½ retardation layers 13, 14. Set larger than the width and interval. On the other hand, when the viewing angle that is visible is set to an angle range larger than 45 °, the interval between the 1/2 phase difference layer 13 and the 1/2 phase difference layer 14 is smaller than the width and the interval. You only have to set it.

また、これらの透明板11,12は、前記間隔を設けて対向する状態と、互いに密着する状態とに接離可能に設けるようにしてもよい。   Further, these transparent plates 11 and 12 may be provided so as to be able to come into contact with and separate from each other in a state of facing each other with a gap therebetween and a state of closely contacting each other.

この場合、前記第1と第2の透明板11,12のうち、第1の透明板11に充分な強度を持たせ、且つ第2の透明板12に板厚方向に撓み変形する弾性を持たせ、その周縁部において、これらの透明板11,12の間隔を規定する枠状スペーサ16を介して気密状態に接合する。   In this case, of the first and second transparent plates 11 and 12, the first transparent plate 11 has sufficient strength, and the second transparent plate 12 has elasticity to bend and deform in the thickness direction. In the peripheral portion, the transparent plates 11 and 12 are joined in an airtight state via a frame-like spacer 16 that defines the interval between the transparent plates 11 and 12.

そして、この視野角制限素子10は、前記第1と第2の透明板11,12間の前記スペーサ16により囲まれた密閉空間内の空気を前記空間外に吸引して前記第1と第2の透明板11,12を密着させる対向距離可変装置17を備える。   The viewing angle limiting element 10 sucks the air in the sealed space surrounded by the spacer 16 between the first and second transparent plates 11 and 12 to the outside of the space. The opposing distance variable device 17 is provided for bringing the transparent plates 11 and 12 into close contact with each other.

図5は前記対向距離可変装置17の構成図であり、図5(a)は第1と第2の透明板11,12を離間させた状態、図5(b)は前記第1と第2の透明板11,12を密着させた状態を示している。   FIG. 5 is a configuration diagram of the facing distance varying device 17, FIG. 5 (a) shows a state in which the first and second transparent plates 11 and 12 are separated, and FIG. 5 (b) shows the first and second. The transparent plates 11 and 12 are in close contact with each other.

この対向距離可変装置17は、前記第1と第2の透明板11,12の外側にその1つの縁部に沿わせて配置され、一端を前記枠状スペーサ16の一部に設けられた吸気孔に接続されたシリンダ18と、このシリンダ18内にその長さ方向に移動可能に設けられたピストン19と、モータ20と、前記シリンダ18の他端側に配置されモータ20により回転駆動されるリール21と、前記リール21に巻付けられ、前記シリンダ18内にその他端面に設けられた孔部から導入されてその先端を前記ピストン19に連結されたワイヤ22と、前記シリンダ18の他端と前記リール21との間に配置され、前記ワイヤ22をロックするブレーキ機構23と、保護カバー24とからなっている。   The facing distance varying device 17 is arranged outside the first and second transparent plates 11 and 12 along one edge thereof, and one end of which is provided in part of the frame-shaped spacer 16. A cylinder 18 connected to the hole, a piston 19 provided in the cylinder 18 so as to be movable in its length direction, a motor 20, and disposed at the other end of the cylinder 18 and driven to rotate by the motor 20. A reel 21, a wire 22 wound around the reel 21, introduced from a hole provided in the other end surface of the cylinder 18, and connected at its tip to the piston 19; and the other end of the cylinder 18 A brake mechanism 23 is disposed between the reel 21 and locks the wire 22, and a protective cover 24.

この対向距離可変装置17は、前記第1と第2の透明板11,12を密着させるときに、前記モータ20により前記リール21をワイヤ巻取り方向に回転させ、前記ワイヤ22により前記ピストン19を前記シリンダ18の一端側から他端側に移動させて前記透明板11,12間の空間内の空気を前記シリンダ18内に吸引する。これにより、前記空間内を外気圧に対して負圧にし、その圧力差により前記第2の透明板12を撓み変形させて前記第1の透明板11に密着させるものである。前記第1と第2の透明板11,12を密着させるのに必要な予め設定した量の空気を吸引したときに前記モータ20を停止させ、図5(b)のように前記ブレーキ機構23により前記ワイヤ22をロックして前記透明板11,12の密着状態を保持する。   When the first and second transparent plates 11, 12 are brought into close contact with each other, the facing distance varying device 17 rotates the reel 21 in the wire winding direction by the motor 20 and moves the piston 19 by the wire 22. The cylinder 18 is moved from one end side to the other end side, and the air in the space between the transparent plates 11 and 12 is sucked into the cylinder 18. Thereby, the inside of the space is set to a negative pressure with respect to the outside air pressure, and the second transparent plate 12 is bent and deformed by the pressure difference to be brought into close contact with the first transparent plate 11. The motor 20 is stopped when a predetermined amount of air necessary to bring the first and second transparent plates 11 and 12 into close contact with each other, and the brake mechanism 23 as shown in FIG. The wire 22 is locked to keep the transparent plates 11 and 12 in close contact.

また、この対向距離可変装置17は、前記第1と第2の透明板11,12を離間させるときに、前記ブレーキ機構23による前記ワイヤ22のロックを解除する。前記ワイヤ22のロックを解除すると、前記第2の透明板12が、その弾性により前記第1の透明板11に前記間隔をおいて対向する状態に復元し、それにともなって、前記シリンダ18の空気が前記透明板11,12間に引込まれ、前記ピストン19が、前記リール21をワイヤ繰出し方向に回転させて図5(a)のように前記シリンダ18の一端側に戻る。   Further, the facing distance varying device 17 releases the lock of the wire 22 by the brake mechanism 23 when the first and second transparent plates 11 and 12 are separated from each other. When the lock of the wire 22 is released, the second transparent plate 12 is restored to the state facing the first transparent plate 11 with the space due to its elasticity, and accordingly, the air in the cylinder 18 is restored. Is pulled between the transparent plates 11 and 12, and the piston 19 rotates the reel 21 in the wire feeding direction and returns to one end side of the cylinder 18 as shown in FIG.

なお、前記モータ20の回転軸は、モータ20の停止中(駆動力が無いとき)は実質的に無負荷状態にあり、したがって、前記第2の透明板12の弾性による復元力で前記リール21をワイヤ繰出し方向に回転させ、第1と第2の透明板11,12を離間させることができる。   The rotating shaft of the motor 20 is substantially in a no-load state when the motor 20 is stopped (when there is no driving force). Therefore, the reel 21 is restored by the restoring force due to the elasticity of the second transparent plate 12. Can be rotated in the wire feeding direction to separate the first and second transparent plates 11 and 12 from each other.

図6は他の対向距離可変装置17の構成図であり、この対向距離可変装置17は、前記第1と第2の透明板11,12の外側にその1つの縁部に沿わせて配置され、一端を前記枠状スペーサ16の一部に設けられた吸気孔に接続されたシリンダ25と、外周にネジを有し、前記シリンダ25内に、一端を前記シリンダ25の他端面に設けられた孔部から突出させてシリンダ軸と平行に設けられ、その突出を前記シリンダ25の他端側に配置された可逆回転モータ27に連結された回転軸26と、前記シリンダ25内に前記回転軸26に螺合させて設けられ、前記シリンダ25により周方向への回転を阻止されて前記回転軸26の回転により前記シリンダ25の長さ方向に移動されるピストン28と、前記回転軸26をロックするブレーキ機構29と、保護カバー24とからなっている。   FIG. 6 is a configuration diagram of another opposing distance varying device 17, and this opposing distance varying device 17 is arranged on the outer side of the first and second transparent plates 11 and 12 along one edge thereof. The cylinder 25 has one end connected to an intake hole provided in a part of the frame-shaped spacer 16 and a screw on the outer periphery, and one end is provided on the other end surface of the cylinder 25 in the cylinder 25. A rotary shaft 26 is provided in parallel with the cylinder shaft so as to protrude from the hole, and the protrusion is connected to a reversible rotary motor 27 disposed on the other end side of the cylinder 25, and the rotary shaft 26 in the cylinder 25. And a piston 28 that is prevented from rotating in the circumferential direction by the cylinder 25 and is moved in the length direction of the cylinder 25 by the rotation of the rotating shaft 26, and the rotating shaft 26 is locked. Brake mechanism 9, is made from the protective cover 24.

この対向距離可変装置17は、前記第1と第2の透明板11,12を密着させるときに、前記モータ27により前記回転軸26を一方向に回転させ、前記ピストン28を前記シリンダ25の一端側から他端側に移動させて前記透明板11,12間の空間内の空気を前記シリンダ25内に吸引する。これにより、前記空間内を外気圧に対して負圧にし、その圧力差により前記第2の透明板12を撓み変形させて前記第1の透明板11に密着させるものである。前記第1と第2の透明板11,12を密着させるのに必要な予め設定した量の空気を吸引したときに前記モータ27を停止させ、前記ブレーキ機構29により前記回転軸26をロックして前記透明板11,12の密着状態を保持する。   When the first and second transparent plates 11 and 12 are brought into close contact with each other, the facing distance varying device 17 rotates the rotating shaft 26 in one direction by the motor 27 so that the piston 28 is connected to one end of the cylinder 25. The air in the space between the transparent plates 11 and 12 is sucked into the cylinder 25 by moving from the side to the other end side. Thereby, the inside of the space is set to a negative pressure with respect to the outside air pressure, and the second transparent plate 12 is bent and deformed by the pressure difference to be brought into close contact with the first transparent plate 11. The motor 27 is stopped when a predetermined amount of air necessary to bring the first and second transparent plates 11 and 12 into close contact with each other, and the rotating shaft 26 is locked by the brake mechanism 29. The contact state of the transparent plates 11 and 12 is maintained.

また、この対向距離可変装置17は、前記第1と第2の透明板11,12を離間させるときに、前記ブレーキ機構29による前記回転軸26のロックを解除して前記モータ27により前記回転軸26を逆回転させ、前記ピストン28を逆方向に移動させて前記シリンダ25内の空気を強制的に前記透明板11,12間に戻すことにより、その空気圧で前記第2の透明板12を前記第1の透明板11に前記間隔をおいて対向する状態に復元させるものである。前記ピストン28を前記シリンダ25の一端側の初期位置に移動させたとき、つまり前記第2の透明板12が復元したときに、前記モータ27を停止させ、前記ブレーキ機構29により前記回転軸26をロックして前記透明板11,12の離間状態を保持する。   Further, when the first and second transparent plates 11 and 12 are separated from each other, the facing distance varying device 17 releases the lock of the rotating shaft 26 by the brake mechanism 29 and the motor 27 causes the rotating shaft to move. 26 is rotated in the reverse direction, the piston 28 is moved in the reverse direction, and the air in the cylinder 25 is forcibly returned between the transparent plates 11 and 12, whereby the second transparent plate 12 is moved by the air pressure. The first transparent plate 11 is restored to a state facing the first transparent plate 11 with the interval. When the piston 28 is moved to the initial position on one end side of the cylinder 25, that is, when the second transparent plate 12 is restored, the motor 27 is stopped and the rotating shaft 26 is moved by the brake mechanism 29. It locks and the separated state of the said transparent plates 11 and 12 is hold | maintained.

なお、この液晶表示装置は、携帯電話機等の電子機器の表示部に実装されるものであり、前記対向距離可変装置17は、例えば前記電子機器に設けられた視野角選択キー等による広視野角と狭視野角の選択に応じて、前記第1と第2の透明板11,12との距離を変化させる。具体的に、広視野角が選択されたときに前記第1と第2の透明板11,12を密着させ、狭視野角が選択されたときに前記第1と第2の透明板11,12を離間させるように構成されている。   The liquid crystal display device is mounted on a display unit of an electronic device such as a mobile phone, and the facing distance varying device 17 has, for example, a wide viewing angle by a viewing angle selection key provided on the electronic device. The distance between the first and second transparent plates 11 and 12 is changed according to the selection of the narrow viewing angle. Specifically, the first and second transparent plates 11 and 12 are brought into close contact when a wide viewing angle is selected, and the first and second transparent plates 11 and 12 are selected when a narrow viewing angle is selected. Are separated from each other.

前記視野角制限素子10の偏光フィルム15は、図1に示したように、前記第1と第2の透明板11,12のうち、第1の透明板11の外面に貼付けられている。偏光フィルム15は、その透過軸15aが、前記液晶表示素子1の一対の偏光板5,6のうち、観察側とは反対側の偏光板6の透過軸6aと実質的に直交するように配置される。   As shown in FIG. 1, the polarizing film 15 of the viewing angle limiting element 10 is attached to the outer surface of the first transparent plate 11 among the first and second transparent plates 11 and 12. The polarizing film 15 is arranged so that the transmission axis 15a thereof is substantially orthogonal to the transmission axis 6a of the polarizing plate 6 on the opposite side to the observation side of the pair of polarizing plates 5 and 6 of the liquid crystal display element 1. Is done.

そして、前記視野角制限素子10の第1の透明板11に形成された1/2位相差層(以下、第1の位相差層という)13の遅相軸13aと、前記第2の透明板12に形成された1/2位相差層(以下、第2の位相差層という)14の遅相軸14aは、実質的に互いに平行で、且つ前記偏光フィルム15の透過軸15aに対して実質的に45°の角度で交差している。   And the slow axis 13a of the 1/2 phase difference layer (henceforth a 1st phase difference layer) 13 formed in the 1st transparent plate 11 of the said viewing angle limiting element 10, and the said 2nd transparent plate The slow axes 14a of the ½ retardation layer (hereinafter referred to as the second retardation layer) 14 formed on 12 are substantially parallel to each other and substantially with respect to the transmission axis 15a of the polarizing film 15. Cross at an angle of 45 °.

この実施例では、前記第1の位相差層13と第2の位相差層14の遅相軸13a,14aをそれぞれ、ストライプ状に形成された前記位相差層13,14の長さ方向、つまり前記液晶表示素子1の画面の横軸100と実質的に直交する方向に一致させている。   In this embodiment, the slow axes 13a and 14a of the first retardation layer 13 and the second retardation layer 14 are respectively in the longitudinal direction of the retardation layers 13 and 14 formed in a stripe shape, that is, The liquid crystal display element 1 is made to coincide with a direction substantially orthogonal to the horizontal axis 100 of the screen.

前記視野角制限素子10は、前記液晶表示素子1と面光源7との間に、前記偏光フィルム15を前記面光源7に対向させて配置されている。   The viewing angle limiting element 10 is disposed between the liquid crystal display element 1 and the surface light source 7 with the polarizing film 15 facing the surface light source 7.

この液晶表示装置は、前記液晶表示素子1と面光源7との間に前記視野角制限素子10を配置しているため、前記面光源7からの照明光のうち、前記液晶表示素子1の法線方向に対して予め定めた角度範囲内の視認可能な視野範囲の方向に向かう光を透過させ、前記法線方向に対して前記予め定めた角度範囲以外の視認を制限する視野制限範囲の方向に向かう光を遮断することにより、斜め方向から他者により表示を覗き見されるおそれの無いセキュリティ性の高い狭視野角表示を行なうことができる。   In this liquid crystal display device, since the viewing angle limiting element 10 is disposed between the liquid crystal display element 1 and the surface light source 7, among the illumination light from the surface light source 7, the method of the liquid crystal display element 1 is used. The direction of the visual field limit range that transmits light directed in the direction of the visual field range that is visible within a predetermined angle range with respect to the line direction and restricts visual recognition outside the predetermined angle range with respect to the normal direction. By blocking the light traveling toward, it is possible to perform a narrow security viewing angle display with a high degree of security without the possibility of someone looking into the display from an oblique direction.

図7は、前記視野角制限素子10の第1と第2の透明板11,12が間隔をおいて対向しているときの透過光の偏光状態を示す動作説明図である。前記面光源7からの照明光(非偏光の光)は、前記視野角制限素子10に、この視野角制限素子10の入射側(面光源7に対向する面側)の偏光フィルム15によりその透過軸15aに平行な直線偏光Pとなって入射する。   FIG. 7 is an operation explanatory diagram showing the polarization state of transmitted light when the first and second transparent plates 11 and 12 of the viewing angle limiting element 10 face each other with a gap therebetween. Illumination light (unpolarized light) from the surface light source 7 is transmitted to the viewing angle limiting element 10 by the polarizing film 15 on the incident side of the viewing angle limiting element 10 (surface facing the surface light source 7). It enters as linearly polarized light P parallel to the axis 15a.

そして、前記視野角制限素子10の第1と第2の透明板11,12の内面の1/2位相差層13,14は、前記第1の透明板11の各位相差層13間の領域に前記第2の透明板の各位相差層14を対向させて形成され、1/2位相差層13と1/2位相差層14の間隔が、それらの幅及び間隔と実質的に等しくされている。また、前記視野角制限素子10の第1の透明板11に形成された第1の位相差層13の遅相軸13aと、前記第2の透明板12に形成された第2の位相差層14の遅相軸14aは、実質的に互いに平行で、且つ前記偏光フィルム15の透過軸15aに対して実質的に45°の角度で交差している。   Then, the half retardation layers 13 and 14 on the inner surfaces of the first and second transparent plates 11 and 12 of the viewing angle limiting element 10 are located in regions between the retardation layers 13 of the first transparent plate 11. Each retardation layer 14 of the second transparent plate is formed to face each other, and the interval between the ½ retardation layer 13 and the ½ retardation layer 14 is substantially equal to the width and interval thereof. . Further, the slow axis 13 a of the first retardation layer 13 formed on the first transparent plate 11 of the viewing angle limiting element 10 and the second retardation layer formed on the second transparent plate 12. The 14 slow axes 14 a are substantially parallel to each other and intersect the transmission axis 15 a of the polarizing film 15 at an angle of substantially 45 °.

そのため、前記視野角制限素子10に入射した直線偏光Pのうち、前記視野角制限素子10の第1の透明板11の1/2位相差層13と第2の透明板12の1/2位相差層14のいずれか一方を透過した光は、1/2位相差層13,14のいずれかによって偏光面が90゜回転されて、前記偏光フィルム15を透過した直線偏光Pに対して偏光面が直交する直線偏光Sとなって前記視野角制限素子10から出射される。一方、前記視野角制限素子10に入射した直線偏光Pのうち、前記視野角制限素子10の第1の透明板11の1/2位相差層13と第2の透明板12の1/2位相差層14の両方を透過した光は、それぞれの1/2位相差層13,14によって偏光面が180゜回転され、前記偏光フィルム15を透過した直線偏光Pに対して偏光面が平行な直線偏光Pとなって前記視野角制限素子10から出射される。また、前記視野角制限素子10の第1の透明板11の1/2位相差層13と第2の透明板12の1/2位相差層14のいずれも透過しない光は、偏光面が回転すること無く、直線偏光Pのまま前記視野角制限素子10から出射される。   Therefore, out of the linearly polarized light P incident on the viewing angle limiting element 10, the 1/2 phase difference layer 13 of the first transparent plate 11 and the 1/2 transparent plate 12 of the first transparent plate 12 of the viewing angle limiting element 10. The light transmitted through one of the phase difference layers 14 is rotated by 90 ° by either one of the ½ phase difference layers 13, 14, and the polarization plane with respect to the linearly polarized light P transmitted through the polarizing film 15. Becomes linearly polarized light S orthogonal to each other and is emitted from the viewing angle limiting element 10. On the other hand, of the linearly polarized light P incident on the viewing angle limiting element 10, the 1/2 phase difference layer 13 of the first transparent plate 11 of the viewing angle limiting element 10 and the 1/2 position of the second transparent plate 12. The light transmitted through both of the phase difference layers 14 has a plane of polarization rotated by 180 ° by the respective half phase difference layers 13, 14, and is a straight line having a plane of polarization parallel to the linearly polarized light P transmitted through the polarizing film 15. The polarized light P is emitted from the viewing angle limiting element 10. In addition, the polarization plane of light that does not pass through either the ½ retardation layer 13 of the first transparent plate 11 or the ½ retardation layer 14 of the second transparent plate 12 of the viewing angle limiting element 10 is rotated. Instead, the linearly polarized light P is emitted from the viewing angle limiting element 10 as it is.

したがって、前記液晶表示素子1の法線方向に対して予め定めた角度範囲内の視認可能な視野範囲の方向に向かう光のうち、第1の透明板11の1/2位相差層13と第2の透明板12の位相差層の間に存在する位相差の無い領域とを通るか、あるいは前記第1の透明板11の位相差層の間に存在する位相差の無い領域と第2の透明板12の1/2位相差層14とを通る光(以下、視野角光L1という)は偏光面が90°回転された直線偏光Sになって前記液晶表示素子1に入射する。この直線偏光Sは、その偏光面が反対側偏光板6の透過軸6aと実質的に平行であるから、前記液晶表示素子1を透過し、観察者に観察される。   Therefore, out of the light traveling in the direction of the visual field range within a predetermined angle range with respect to the normal direction of the liquid crystal display element 1, the 1/2 phase difference layer 13 of the first transparent plate 11 and the first phase difference layer 13. The phase difference layer existing between the phase difference layers of the second transparent plate 12 or the phase difference layer existing between the phase difference layers of the first transparent plate 11 Light passing through the half phase difference layer 14 of the transparent plate 12 (hereinafter referred to as viewing angle light L1) is incident on the liquid crystal display element 1 as linearly polarized light S whose polarization plane is rotated by 90 °. Since the plane of polarization of the linearly polarized light S is substantially parallel to the transmission axis 6 a of the opposite side polarizing plate 6, the linearly polarized light S passes through the liquid crystal display element 1 and is observed by an observer.

そして、前記液晶表示素子1の法線方向に対して予め定めた角度範囲内の視認可能な視野範囲の方向に向かう光のうち、第1の透明板11の1/2位相差層13と第2の透明板12の位相差層の両方を透過した光L2、及び第1の透明板11の位相差層の間に存在する位相差の無い領域と第2の透明板12の位相差層の間に存在する位相差の無い領域とを透過し、前記2つの位相差層の両方を透過しない光L3は、直線偏光Pとなって前記液晶表示素子1に入射する。この直線偏光Pは、その偏光面が反対側偏光板6の透過軸6aと実質的に直交しているため、この反対側偏光板6により吸収され観察側に出射されない。   And among the light which goes to the direction of the visual field range within a predetermined angle range with respect to the normal direction of the liquid crystal display element 1, the 1/2 phase difference layer 13 of the first transparent plate 11 and the first phase difference layer 13. The light L2 transmitted through both of the retardation layers of the second transparent plate 12 and the phase difference layer existing between the retardation layers of the first transparent plate 11 and the retardation layer of the second transparent plate 12 Light L3 that passes through a region having no phase difference between them and does not pass through both of the two phase difference layers enters the liquid crystal display element 1 as linearly polarized light P. Since the plane of polarization of the linearly polarized light P is substantially orthogonal to the transmission axis 6a of the opposite-side polarizing plate 6, it is absorbed by the opposite-side polarizing plate 6 and is not emitted to the observation side.

また、前記液晶表示素子1の法線方向に対して前記1/2位相差層13,14の長さ方向と交差する方向に前記予め定めた角度範囲より大きい角度で傾いた視認を制限する視野制限範囲の方向に向かう光(以下、視野制限角光L2,L3という)は、前記第1と第2の透明板11,12の両方の1/2位相差層13,14を通るか、あるいは前記第1と第2の透明板11,12の両方の位相差層13,13間の位相差の無い領域及び14,14間の位相差の無い領域を通る。従って、これらの視野制限角光L2,L3は、前記第1の透明板11の1/2位相差層13により偏光面を90°回転され、前記第2の透明板12の1/2位相差層14により偏光面をさらに90°回転されるか、あるいは、前記第1と第2の透明板11,12の両方の位相差層13,13間及び14,14間の領域を偏光状態を変えずに直線偏光Pとして透過する。   Further, a visual field that restricts visual recognition tilted at an angle larger than the predetermined angle range in a direction intersecting the length direction of the ½ retardation layers 13, 14 with respect to the normal direction of the liquid crystal display element 1. Light traveling in the direction of the limit range (hereinafter referred to as viewing limit angle light L2 and L3) passes through the ½ retardation layers 13 and 14 of both the first and second transparent plates 11 and 12, or The first and second transparent plates 11 and 12 pass through a region having no phase difference between the phase difference layers 13 and 13 and a region having no phase difference between 14 and 14. Accordingly, the viewing angle limit light L2 and L3 is rotated by 90 ° on the plane of polarization by the ½ phase difference layer 13 of the first transparent plate 11, and the ½ phase difference of the second transparent plate 12 is obtained. The polarization plane is further rotated by 90 ° by the layer 14, or the polarization state is changed between the retardation layers 13, 13 and 14, 14 of the first and second transparent plates 11, 12. Without being transmitted as linearly polarized light P.

この直線偏光Pは、その偏光面が反対側偏光板6の透過軸6aと実質的に直交しているため、この反対側偏光板6により吸収され観察側に出射されない。   Since the plane of polarization of the linearly polarized light P is substantially orthogonal to the transmission axis 6a of the opposite-side polarizing plate 6, it is absorbed by the opposite-side polarizing plate 6 and is not emitted to the observation side.

従って、前記視野角制限素子10の第1と第2の透明板11,12が間隔を設けて配置されている場合は、前記視野角光L1だけが図2に矢線で示したように前記液晶表示素子1を透過して観察側に予め定めた角度範囲の小さい広がり角θ1(この実施例では45゜)の範囲で出射する。従って、前記液晶表示素子1の法線に対して前記角度範囲の方向、つまり正面方向からは前記液晶表示素子1の表示を見ることができる。この場合、前記液晶表示素子1の法線方向に対して予め定めた角度範囲内の視認可能な視野範囲の方向に向かう光のうちでも、第1の透明板11の1/2位相差層13と第2の透明板12の位相差層の両方を透過した光、及び第1の透明板11の位相差層の間に存在する位相差の無い領域と第2の透明板12の位相差層の間に存在する位相差の無い領域とを透過する光は、反対側偏光板6により吸収されるから、前記視野角光L1は、正面方向の光強度が最も強く、法線から傾くに伴って光強度が低くなる。そして、前記液晶表示素子1の正面方向からより大きい角度で傾いた視野制限範囲の方向から見ると画面全体が黒になる。   Therefore, when the first and second transparent plates 11 and 12 of the viewing angle limiting element 10 are arranged with a space therebetween, only the viewing angle light L1 is as shown by the arrow in FIG. The light passes through the liquid crystal display element 1 and is emitted within a range of a small divergence angle θ1 (45 ° in this embodiment) having a predetermined angle range on the observation side. Therefore, the display of the liquid crystal display element 1 can be seen from the direction of the angle range with respect to the normal line of the liquid crystal display element 1, that is, from the front direction. In this case, the half retardation layer 13 of the first transparent plate 11 among the light traveling in the direction of the visual field range within a predetermined angle range with respect to the normal direction of the liquid crystal display element 1. And the light transmitted through both of the phase difference layers of the second transparent plate 12 and the region having no phase difference existing between the phase difference layers of the first transparent plate 11 and the phase difference layer of the second transparent plate 12 Since the light transmitted through the region having no phase difference between the two is absorbed by the opposite polarizing plate 6, the viewing angle light L1 has the strongest light intensity in the front direction, and is inclined with respect to the normal line. As a result, the light intensity decreases. When viewed from the direction of the field-of-view restriction range inclined at a larger angle from the front direction of the liquid crystal display element 1, the entire screen becomes black.

このように、この液晶表示装置は、前記視野角制限素子10の偏光フィルム15の透過軸15aを、前記液晶表示素子1の観察側とは反対側の偏光板6の透過軸6aと実質的に直交させ、前記視野角制限素子10の第1の透明板11の複数の1/2位相差層13の遅相軸13aと、第2の透明板12の複数の1/2位相差層14の遅相軸14aと実質的に互いに平行にし、且つ、これらの1/2位相差層13,14の遅相軸13a,14aを前記偏光フィルム15の透過軸15aに対して実質的に45°の角度で交差させているため、斜め方向から見たときに画面全体が黒になる狭視野角表示を行なうことができる。   Thus, in this liquid crystal display device, the transmission axis 15a of the polarizing film 15 of the viewing angle limiting element 10 is substantially equal to the transmission axis 6a of the polarizing plate 6 on the side opposite to the observation side of the liquid crystal display element 1. The slow axes 13a of the ½ retardation layers 13 of the first transparent plate 11 of the viewing angle limiting element 10 and the ½ retardation layers 14 of the second transparent plate 12 are orthogonal to each other. The slow axis 14a is substantially parallel to each other, and the slow axes 13a, 14a of the ½ retardation layers 13, 14 are substantially 45 ° with respect to the transmission axis 15a of the polarizing film 15. Since they intersect at an angle, it is possible to perform a narrow viewing angle display in which the entire screen is black when viewed from an oblique direction.

また、この液晶表示装置は、前記視野角制限素子10の第1と第2の透明板11,12の内面の1/2位相差層13,14を、予め定めた方向に沿わせてストライプ状に形成しているため、前記ストライプ状の1/2位相差層13,14の長さ方向と交差する方向の視野角を狭くすることができる。   In addition, the liquid crystal display device has a stripe shape in which the half retardation layers 13 and 14 on the inner surfaces of the first and second transparent plates 11 and 12 of the viewing angle limiting element 10 are arranged in a predetermined direction. Therefore, the viewing angle in the direction intersecting with the length direction of the stripe-like 1/2 phase difference layers 13 and 14 can be narrowed.

しかも、この液晶表示装置は、間隔をおいて対向する第1と第2の透明板11,12の対向する内面にそれぞれ、複数の1/2位相差層13,14を、前記第1の透明板11の各位相差層13間の領域に前記第2の透明板12の各位相差層14を対向させて形成し、前記第1と第2の透明板11,12の一方の外面に偏光フィルム15を設けた視野角制限素子10により狭視野角表示を行なう。従って、前記視野角制限素子10は、その構造が簡単であり、容易に製造することができるため、液晶表示装置のコストを低減することができる。   In addition, the liquid crystal display device includes a plurality of ½ retardation layers 13 and 14 on the opposing inner surfaces of the first and second transparent plates 11 and 12 that are opposed to each other with a space therebetween. Each retardation layer 14 of the second transparent plate 12 is formed to face each other between the retardation layers 13 of the plate 11, and a polarizing film 15 is formed on one outer surface of the first and second transparent plates 11, 12. Narrow viewing angle display is performed by the viewing angle limiting element 10 provided with. Therefore, since the viewing angle limiting element 10 has a simple structure and can be easily manufactured, the cost of the liquid crystal display device can be reduced.

そして、この液晶表示装置は、前記視野角制限素子10の第1と第2の透明板11,12の内面の1/2位相差層13,14をストライプ状の単純な形状に形成しているため、前記視野角制限素子10の製造をさらに容易にし、液晶表示装置のコストをさらに低減することができる。   In this liquid crystal display device, the half retardation layers 13 and 14 on the inner surfaces of the first and second transparent plates 11 and 12 of the viewing angle limiting element 10 are formed in a simple stripe shape. Therefore, the viewing angle limiting element 10 can be further easily manufactured, and the cost of the liquid crystal display device can be further reduced.

またさらに、この液晶表示装置は、前記視野角制限素子10の第1と第2の透明板11,12を、間隔をおいて対向する状態と、互いに密着する状態とに接離可能に設けることにより、前記狭視野角表示と、斜め方向からも表示を見ることができる広視野角表示とを行なうことができる。   Furthermore, in this liquid crystal display device, the first and second transparent plates 11 and 12 of the viewing angle limiting element 10 are provided so as to be able to come into contact with and separate from each other in a state of facing each other and a state of being in close contact with each other. Thus, the narrow viewing angle display and the wide viewing angle display that allows the display to be viewed from an oblique direction can be performed.

図8は、前記視野角制限素子10の第1と第2の透明板11,12を密着させたときの透過光の偏光状態を示す動作説明図である。このときは、前記第1と第2の透明板11,12の内面の1/2位相差層13,14が同じ面上に連続して並ぶため、前記視野角光L11も、視野制限角光L12,L13も、前記視野角制限素子10の第1と第2の透明板11,12の1/2位相差層13,14のいずれか一方だけを通る。   FIG. 8 is an operation explanatory view showing the polarization state of transmitted light when the first and second transparent plates 11 and 12 of the viewing angle limiting element 10 are brought into close contact with each other. At this time, since the half phase difference layers 13 and 14 on the inner surfaces of the first and second transparent plates 11 and 12 are continuously arranged on the same surface, the viewing angle light L11 is also the viewing limit angle light. L12 and L13 also pass through only one of the 1/2 phase difference layers 13 and 14 of the first and second transparent plates 11 and 12 of the viewing angle limiting element 10.

そのため、このときは、前記視野角光L11も視野制限角光L12,L13も、前記視野角制限素子10にその入射側の偏光フィルム15を透過して入射した直線偏光Pに対して偏光面を90°回転された直線偏光Sとなって前記液晶表示素子1側に出射し、これらの光L11,L12,L13が前記液晶表示素子1にその反対側偏光板6を透過して入射する。   Therefore, at this time, both the viewing angle light L11 and the viewing angle limiting light L12 and L13 have a plane of polarization with respect to the linearly polarized light P incident on the viewing angle limiting element 10 through the incident side polarizing film 15. The linearly polarized light S rotated by 90 ° is emitted to the liquid crystal display element 1, and these lights L 11, L 12, and L 13 are incident on the liquid crystal display element 1 through the opposite polarizing plate 6.

したがって、前記視野角制限素子10の第1と第2の透明板11,12を密着させたときは、前記視野角光L11と視野制限角光L12,L13とが前記液晶表示素子1を透過して観察側に出射し、前記液晶表示素子1自体が有する視野角特性に応じた広がり角で出射するため、前記液晶表示素子1の表示を、正面方向からも、前記液晶表示素子1の法線方向に対して傾いた方向からも見ることができる。   Therefore, when the first and second transparent plates 11 and 12 of the viewing angle limiting element 10 are brought into close contact with each other, the viewing angle light L11 and the viewing limiting angle lights L12 and L13 are transmitted through the liquid crystal display element 1. The liquid crystal display element 1 itself emits light with a spread angle corresponding to the viewing angle characteristic of the liquid crystal display element 1 itself, so that the display of the liquid crystal display element 1 is also normal to the liquid crystal display element 1 from the front direction. It can also be seen from a direction inclined with respect to the direction.

図9は前記液晶表示装置の狭視野角表示のときの出射光の強度分布図であり、図9(a)は、前記液晶表示素子1の画面の左右方向と平行な方向における光強度分布を示し、図9(b)は、前記画面の上下方向と平行な方向の光強度分布を示している。また、図10は前記液晶表示装置の広視野角表示のときの出射光の強度分布図であり、図10(a)は、前記液晶表示素子1の画面の左右方向と平行な方向における光強度分布を示し、図10(b)は、前記画面の上下方向と平行な方向の光強度分布を示している。これらの図において、光強度比は、図10(b)に示した広視野角表示のときの正面方向の出射光の強度を100として、それぞれの比率を示している。   FIG. 9 is an intensity distribution diagram of the emitted light when the liquid crystal display device performs narrow viewing angle display. FIG. 9A illustrates the light intensity distribution in a direction parallel to the horizontal direction of the screen of the liquid crystal display element 1. FIG. 9B shows a light intensity distribution in a direction parallel to the vertical direction of the screen. FIG. 10 is an intensity distribution diagram of the emitted light when the liquid crystal display device performs wide viewing angle display. FIG. 10A shows the light intensity in a direction parallel to the horizontal direction of the screen of the liquid crystal display element 1. FIG. 10B shows a light intensity distribution in a direction parallel to the vertical direction of the screen. In these figures, the light intensity ratios are shown by taking the intensity of outgoing light in the front direction when the wide viewing angle display shown in FIG.

なお、図9(a),図10(a)において、正の角度は前記液晶表示素子1の法線方向(0°の方向)に対して前記画面の右方向の傾き角、負の角度は前記法線方向に対して前記画面の左方向の傾き角である。また、図9(b),図10(b)において、正の角度は前記法線方向に対して前記画面の上方向の傾き角、負の角度は前記法線方向に対して前記画面の下方向の傾き角である。   9A and 10A, the positive angle is the tilt angle in the right direction of the screen with respect to the normal direction (0 ° direction) of the liquid crystal display element 1, and the negative angle is It is the tilt angle of the left direction of the screen with respect to the normal direction. Further, in FIGS. 9B and 10B, a positive angle is an upward tilt angle of the screen with respect to the normal direction, and a negative angle is a lower angle of the screen with respect to the normal direction. The tilt angle of the direction.

前記液晶表示装置の狭視野角表示のときの出射光は、前記画面の左右方向における50%以上の強度比の光の広がり角範囲が、図9Aのように前記液晶表示素子1の法線方向に対して±12°〜17°の範囲で、前記画面の上下方向における前記50%以上の強度比の光の広がり角範囲が、図9Bのように前記法線方向に対して±20°〜22°の範囲の光である。したがって、前記画面の左右方向(視野角制限素子10のストライプ状位相差層13,14の長さ方向と交差する方向)の視野角を充分に狭くすることができる。   In the narrow viewing angle display of the liquid crystal display device, the emitted light has a light spread angle range of 50% or more in the left-right direction of the screen, and the normal direction of the liquid crystal display element 1 as shown in FIG. 9A. In the range of ± 12 ° to 17 °, the spread angle range of the light having an intensity ratio of 50% or more in the vertical direction of the screen is ± 20 ° to the normal direction as shown in FIG. 9B. The light is in the range of 22 °. Therefore, the viewing angle in the left-right direction of the screen (the direction intersecting the length direction of the striped phase difference layers 13 and 14 of the viewing angle limiting element 10) can be sufficiently narrowed.

また、前記液晶表示装置の広視野角表示のときの出射光は、前記画面の左右方向における50%以上の強度比の光の広がり角範囲が、図10Aのように前記液晶表示素子1の法線方向に対して±23°〜25°の範囲で、前記画面の上下方向における前記50%以上の強度比の光の広がり角範囲が、図10Bのように前記法線方向に対して±20°〜22°の範囲の光である。したがって、前記画面の左右方向及び上下方向の視野角を充分に広くすることができる。   In addition, the emitted light when the liquid crystal display device performs wide viewing angle display has a spread angle range of light having an intensity ratio of 50% or more in the left-right direction of the screen, as shown in FIG. 10A. In the range of ± 23 ° to 25 ° with respect to the line direction, the spread angle range of the light having an intensity ratio of 50% or more in the vertical direction of the screen is ± 20 with respect to the normal direction as shown in FIG. 10B. It is light in the range of ° to 22 °. Therefore, the viewing angles in the horizontal direction and vertical direction of the screen can be sufficiently widened.

なお、上記第1の実施例の視野角制限素子10は、第1と第2の透明板11,12枠状スペーサ16を介して気密状態に接合し、前記第1と第2の透明板11,12間の前記スペーサ16により囲まれた密閉空間内の空気を前記空間外に吸引して前記第1と第2の透明板11,12を密着させる対向距離可変装置17を備えたものであるが、視野角制限素子10は、他の構成のものでもよい。   The viewing angle limiting element 10 of the first embodiment is joined to the first and second transparent plates 11 and 12 through a frame spacer 16 in an airtight state. , 12 is provided with a facing distance variable device 17 that sucks the air in the sealed space surrounded by the spacer 16 between the first and second transparent plates 11 and 12 by sucking the air inside the space. However, the viewing angle limiting element 10 may have another configuration.

実施の形態2.
図11はこの発明の第2の実施例を示す視野角制限素子10の一部分の断面図であり、この視野角制限素子10は、第1と第2の透明板11、12の両方を充分な強度を有するガラス板等により形成し、前記第1の透明板11と第2の透明板12とを、上記第1の実施例の対向距離可変装置17とは異なる構成の対向距離可変装置30により接離させるようにしたものである。前記第1と第2の透明板11,12の対向する内面にそれぞれ形成された複数の1/2位相差層13,14と、前記第1と第2の透明板11,12の一方の外面に設けられた偏光フィルム15は上記第1の実施例と同じである。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 11 is a cross-sectional view of a part of a viewing angle limiting element 10 showing a second embodiment of the present invention. This viewing angle limiting element 10 is sufficient for both the first and second transparent plates 11 and 12. The first transparent plate 11 and the second transparent plate 12 are formed of a glass plate having strength and the like, and the opposed distance variable device 30 having a configuration different from the opposed distance variable device 17 of the first embodiment is used. It is designed to come in contact. A plurality of ½ retardation layers 13 and 14 formed on the inner surfaces of the first and second transparent plates 11 and 12 facing each other, and one outer surface of the first and second transparent plates 11 and 12, respectively. The polarizing film 15 provided in is the same as in the first embodiment.

この視野角制限素子10の対向距離可変装置30は、前記第1と第2の透明板11,12の周縁部にそれぞれ固定された一対の補強枠31,32と、これらの補強枠31,32に互いに対向させて設けられた孔部(図示せず)に挿通され、一端に設けられた鍔部33aを一方の補強枠31の外面に当接させ、他端側を他方の補強枠32の外面から突出させて設けられたロッド33と、このロッド33の他端に前記ロッド33に対して直角に形成された楔部材当接部33bと、前記ロッド33に嵌装して前記一対の補強枠31,32間に設けられたばね部材(コイルばね)34と、前記他方の補強枠32の外面にスライド可能に設けられた楔部材35とからなっている。   The facing distance varying device 30 of the viewing angle limiting element 10 includes a pair of reinforcing frames 31 and 32 fixed to the peripheral portions of the first and second transparent plates 11 and 12, respectively, and the reinforcing frames 31 and 32. Are inserted into holes (not shown) provided opposite to each other, and a flange portion 33a provided at one end is brought into contact with the outer surface of one reinforcing frame 31, and the other end side of the other reinforcing frame 32 is provided. A rod 33 protruding from the outer surface, a wedge member abutting portion 33b formed at a right angle to the rod 33 at the other end of the rod 33, and the pair of reinforcements fitted to the rod 33 A spring member (coil spring) 34 provided between the frames 31 and 32 and a wedge member 35 slidably provided on the outer surface of the other reinforcing frame 32 are provided.

前記楔部材35は、前記補強枠32の外面に摺接する面とは反対面の一端側と他端側とに、高さの異なる2つの水平面(補強枠33の外面と平行な面)35a,35bを形成し、その間に前記2つの水平面35a,35bをつなぐ傾斜面35cを形成したものであり、前記2つの水平面35a,35bの高さの差は、前記第1と第2の透明板11,12を離間させたときの前記透明板11,12の間隔と同じに設定されている。   The wedge member 35 has two horizontal surfaces (surfaces parallel to the outer surface of the reinforcing frame 33) 35a, which are different in height, on one end side and the other end side of the surface opposite to the surface in sliding contact with the outer surface of the reinforcing frame 32. 35b is formed, and an inclined surface 35c connecting the two horizontal surfaces 35a and 35b is formed between them. The difference in height between the two horizontal surfaces 35a and 35b is the first and second transparent plates 11. , 12 is set to be the same as the interval between the transparent plates 11, 12 when they are separated from each other.

そして、前記楔部材35は、その一端側の低い水平面35aが前記ロッド33の楔部材当接部33bに当接する位置と、他端側の高い水平面35bが前記ロッド33の楔部材当接部33bに当接する位置とにスライド可能に設けられている。   The wedge member 35 has a position where a low horizontal surface 35a on one end side contacts the wedge member contact portion 33b of the rod 33, and a high horizontal surface 35b on the other end side contacts the wedge member contact portion 33b of the rod 33. It is slidably provided at a position in contact with the.

なお、前記ロッド33とばね部材34と楔部材35とは、前記補強枠31,32の複数箇所、例えば4つの角部に設けられており、その各箇所の楔部材35は、それぞれの一端側を同じ方向に向けて配置され、その各箇所の楔部材35は、前記ロッド33の楔部材当接部33bに対して同じ側に、それぞれの楔部材35の一端側を同じ方向に向けて配置され、前記他方の補強枠32の外面に前記楔部材35のスライド方向に往復移動可能に設けられた図示しない枠状部材に、この枠状部材の移動により一体的にスライドされるように固定されている。   The rod 33, the spring member 34, and the wedge member 35 are provided at a plurality of locations, for example, at four corners of the reinforcing frames 31, 32, and the wedge member 35 at each location is at one end side. Are arranged in the same direction, and the wedge members 35 at the respective positions are arranged on the same side with respect to the wedge member abutting portion 33b of the rod 33, and one end side of each wedge member 35 is arranged in the same direction. And fixed to a frame-like member (not shown) provided on the outer surface of the other reinforcing frame 32 so as to be able to reciprocate in the sliding direction of the wedge member 35 so as to be integrally slid by the movement of the frame-like member. ing.

すなわち、この対向距離可変装置30は、前記楔部材35を、その一端側の低い水平面35aが前記ロッド33の楔部材当接部33bに当接する位置にスライドさせることにより、前記ばね部材34のばね力で前記第1と第2の透明板11,12を、間隔をおいて対向する状態に離間させ、前記楔部材35を、その他端側の高い水平面35bが前記ロッド33の楔部材当接部33bに当接する位置にスライドさせることにより、前記第1と第2の透明板11,12を密着させるようにしたものである。   That is, the facing distance varying device 30 is configured such that the wedge member 35 is slid to a position where a low horizontal surface 35a on one end side thereof abuts against a wedge member abutting portion 33b of the rod 33, whereby the spring of the spring member 34 is moved. The first and second transparent plates 11 and 12 are separated by a force so as to face each other with a gap therebetween, and the wedge member 35 has a high horizontal surface 35b on the other end side. The first and second transparent plates 11 and 12 are brought into close contact with each other by being slid to a position in contact with 33b.

この実施例の液晶表示装置においては、その液晶表示装置を実装した携帯電話機等の電子機器に広視野角と狭視野角とを選択するためのスライド摘みを設け、そのスライド摘みのスライド操作により、前記対向距離可変装置30の前記各箇所の楔部材35を固定した前記枠状部材を移動させるようにするのが好ましく、このようにすることにより、電力を使用せずに前記視野角制限素子10の第1と第2の透明板11,12を接離させることができる。   In the liquid crystal display device of this embodiment, a slide knob for selecting a wide viewing angle and a narrow viewing angle is provided in an electronic device such as a mobile phone in which the liquid crystal display device is mounted, and by sliding operation of the slide knob, It is preferable to move the frame-like member to which the wedge members 35 of the respective portions of the facing distance varying device 30 are fixed, and in this way, the viewing angle limiting element 10 can be used without using electric power. The first and second transparent plates 11 and 12 can be brought into contact with and separated from each other.

なお、上記実施例の視野角制限素子10は、第1と第2の透明板11,12の1/2位相差層13,14をストライプ状に形成したものであるが、前記1/2位相差層13,14は、他の形状、例えば市松状に形成してもよい。   Note that the viewing angle limiting element 10 of the above embodiment is formed by forming the 1/2 phase difference layers 13 and 14 of the first and second transparent plates 11 and 12 in a stripe shape. The phase difference layers 13 and 14 may be formed in other shapes, for example, a checkered pattern.

また、上記実施例の液晶表示装置は、ノーマリーホワイトモードの液晶表示素子1を備えたものであるが、前記液晶表示素子1は、ノーマリーブラックモードのものでもよい。また、TN型に限らず、STN(スーパーツイステッドネマティック)型、液晶分子を基板面に対して実質的に垂直に配向させた垂直配向型、液晶分子をツイストさせることなく基板面に対して実質的に平行に配向させた水平配向型、液晶分子をベンド配向させるベンド配向型のいずれかの液晶表示素子であってもよい。さらに、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子、一対の基板のいずれか一方の内面に複数の画素を形成する例えば櫛状の第1と第2の電極を設け、これらの電極間に横電界(基板面に沿う方向の電界)を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させる横電界制御型のものでもよい。   Further, the liquid crystal display device of the above embodiment includes the normally white mode liquid crystal display element 1, but the liquid crystal display element 1 may be of a normally black mode. Further, not limited to the TN type, STN (super twisted nematic) type, a vertical alignment type in which liquid crystal molecules are aligned substantially perpendicular to the substrate surface, and substantially to the substrate surface without twisting the liquid crystal molecules. The liquid crystal display element may be either a horizontal alignment type aligned in parallel with the liquid crystal or a bend alignment type in which liquid crystal molecules are bend aligned. Further, for example, comb-shaped first and second electrodes for forming a plurality of pixels are provided on the inner surface of one of a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal display element and a pair of substrates, and a horizontal line is provided between these electrodes. A lateral electric field control type that changes the alignment state of liquid crystal molecules by generating an electric field (electric field in a direction along the substrate surface) may be used.

さらに、前記液晶表示素子1は、二色性染料を添加した液晶からなる液晶層を有し、観察側とその反対側とのいずれか一方にコントラストを高くするための偏光板を配置したGH(ゲストホスト)型液晶表示素子でもよい。観察側とは反対側に偏光板を配置したGH型液晶表示素子の場合は、前記視野角制限素子10の偏光フィルム15の透過軸15aを前記GH液晶表示素子の偏光板の透過軸と実質的に直交させ、観察側に偏光板を配置したGH型液晶表示素子の場合は、前記視野角制限素子10の偏光フィルム15の透過軸15aを前記GH液晶表示素子の偏光板の透過軸と実質的に平行にすることにより、斜め方向から見たときに画面全体が黒になる狭視野角表示を行なうことができる。   Further, the liquid crystal display element 1 has a liquid crystal layer made of a liquid crystal to which a dichroic dye is added, and a polarizing plate for increasing the contrast is arranged on either the observation side or the opposite side. Guest host) type liquid crystal display element. In the case of a GH type liquid crystal display element in which a polarizing plate is arranged on the side opposite to the observation side, the transmission axis 15a of the polarizing film 15 of the viewing angle limiting element 10 is substantially the same as the transmission axis of the polarizing plate of the GH liquid crystal display element. In the case of a GH type liquid crystal display element in which a polarizing plate is arranged on the observation side, the transmission axis 15a of the polarizing film 15 of the viewing angle limiting element 10 is substantially the same as the transmission axis of the polarizing plate of the GH liquid crystal display element. By making them parallel to each other, it is possible to perform a narrow viewing angle display in which the entire screen is black when viewed from an oblique direction.

また、上記実施例の液晶表示装置は、液晶表示素子1を、複数の画素にそれぞれ対応する赤、緑、青の3色のカラーフィルタを備えたカラー画像表示素子としたものであるが、この発明は、カラーフィルタを備えない液晶表示素子を用いたフィールドシーケンシャル液晶表示装置にも適用することができる。   In the liquid crystal display device of the above embodiment, the liquid crystal display element 1 is a color image display element provided with three color filters of red, green, and blue respectively corresponding to a plurality of pixels. The invention can also be applied to a field sequential liquid crystal display device using a liquid crystal display element that does not include a color filter.

この発明の第1の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。1 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device showing a first embodiment of the present invention. 前記液晶表示装置の側面図。The side view of the said liquid crystal display device. 視野角制限素子の一部分の断面図。Sectional drawing of a part of viewing angle limiting element. 前記視野角制限素子の一部分の斜視図。The perspective view of a part of the viewing angle limiting element. 前記視野角制限素子の対向距離可変装置の構造を示す、第1と第2の透明板を離間させた状態と、前記第1と第2の透明板を密着させた状態の動作説明図。Operation | movement explanatory drawing of the state which separated the 1st and 2nd transparent plate, and the state which contact | adhered the said 1st and 2nd transparent plate which shows the structure of the facing distance variable apparatus of the said viewing angle limiting element. 他の対向距離可変装置の構成図。The block diagram of another opposing distance variable apparatus. 前記視野角制限素子の第1と第2の透明板が間隔をおいて対向しているときの透過光の偏光状態を示す動作説明図。Operation | movement explanatory drawing which shows the polarization | polarized-light state of the transmitted light when the 1st and 2nd transparent plate of the said viewing angle restriction | limiting element has opposed with the space | interval. 前記視野角制限素子の第1と第2の透明板を密着させたときの透過光の偏光状態を示す動作説明図。Operation | movement explanatory drawing which shows the polarization state of the transmitted light when the 1st and 2nd transparent plate of the said viewing angle restriction | limiting element is stuck. 前記液晶表示装置の狭視野角表示のときの出射光の強度分布を示す、液晶表示素子の画面の左右方向と平行な方向と、前記画面の上下方向と平行な方向の光強度分布図。The light intensity distribution figure of the direction parallel to the left-right direction of the screen of a liquid crystal display element and the direction parallel to the up-down direction of the said screen which shows intensity distribution of the emitted light at the time of narrow viewing angle display of the said liquid crystal display device. 前記液晶表示装置の広視野角表示のときの出射光の強度分布を示す、液晶表示素子の画面の左右方向と平行な方向と、前記画面の上下方向と平行な方向の光強度分布図。The light intensity distribution figure of the direction parallel to the left-right direction of the screen of a liquid crystal display element and the direction parallel to the up-down direction of the said screen which shows intensity distribution of the emitted light at the time of wide viewing angle display of the said liquid crystal display device. この発明の第2の実施例を示す視野角制限素子の一部分の断面図。Sectional drawing of a part of viewing angle limiting element which shows 2nd Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…液晶表示素子、5,6…偏光板、5a,6a…透過軸、7…面光源、10…視野角制限素子、11,12…位相差板、11a,12a…透明板、13,14…1/2位相差層、13a,14a…遅相軸、16…偏光フィルム、16a…透過軸、17,30…位相差板接離手段。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display element, 5 and 6 ... Polarizing plate, 5a, 6a ... Transmission axis, 7 ... Surface light source, 10 ... Viewing angle limiting element, 11, 12 ... Phase difference plate, 11a, 12a ... Transparent plate, 13, 14 ... 1/2 phase difference layer, 13a, 14a ... slow axis, 16 ... polarizing film, 16a ... transmission axis, 17, 30 ... retardation plate contacting / separating means.

Claims (12)

液晶層と第1の偏光板とを有した液晶表示素子と、
前記第1の偏光板を介して前記液晶層に光を照射する面光源と、
前記第1の偏光板と前記面光源との間に配置された視野角制限素子と、
を備え、
前記視野角制限素子は、
互いに対向するように且つ対向距離が可変可能に配置された第1の基板及び第2の基板と、
前記第1の基板における前記第2の基板との対向面に該対向面から前記第2の基板に向かって突出するように配置され、透過光に対して1/2波長の位相差を与える第1の位相差層と、
前記第2の基板における前記第1の基板との対向面に該対向面から前記第1の基板に向かって突出するように配置され、透過光に対して1/2波長の位相差を与える第2の位相差層と、
透過軸が前記第1の偏光板の透過軸に直交するように配置された第2の偏光板と、
を備え、
前記第2の基板は、前記第1の基板と前記第2の偏光板との間に配置され、
前記第2の偏光板は、前記第2の基板と前記面光源との間に配置され、
所定の方向から平面視したときに前記第1の位相差層と前記第2の位相差層とが交互に並ぶように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display element having a liquid crystal layer and a first polarizing plate ;
A surface light source for irradiating the liquid crystal layer with light through the first polarizing plate ;
A viewing angle limiting element disposed between the first polarizing plate and the surface light source ;
With
The viewing angle limiting element is:
A first substrate and a second substrate which are arranged so as to face each other and the facing distance is variable,
The first substrate is disposed on the surface facing the second substrate so as to protrude from the facing surface toward the second substrate, and gives a phase difference of ½ wavelength to the transmitted light. 1 retardation layer;
The second substrate is disposed on the surface facing the first substrate so as to protrude from the facing surface toward the first substrate, and gives a phase difference of ½ wavelength to the transmitted light. Two retardation layers;
A second polarizing plate disposed so that a transmission axis is orthogonal to the transmission axis of the first polarizing plate;
With
The second substrate is disposed between the first substrate and the second polarizing plate,
The second polarizing plate is disposed between the second substrate and the surface light source,
The liquid crystal display device , wherein the first retardation layer and the second retardation layer are alternately arranged when viewed in plan from a predetermined direction .
前記第1の基板と前記第2の基板との間の前記対向距離を制御する制御手段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。 The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a control unit that controls the facing distance between the first substrate and the second substrate . 前記視野角制限素子は、前記第1の基板と前記第2の基板との間の前記対向距離が最も近接する状態に制御されたときに、前記第1の位相差層が前記第2の基板に接触するとともに前記第2の位相差層が前記第1の基板に接触するように形成されていることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。 When the viewing angle limiting element is controlled so that the facing distance between the first substrate and the second substrate is the closest, the first retardation layer becomes the second substrate. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the second retardation layer is in contact with the first substrate and is in contact with the first substrate . 前記第1の位相差層の前記対向面からの突出高さと前記第2の位相差層の前記対向面からの突出高さとが等しいことを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。 4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein a protruding height of the first retardation layer from the facing surface is equal to a protruding height of the second retardation layer from the facing surface . 前記第1の位相差層は、該第1の位相差層の遅相軸が、前記第2の位相差層の遅相軸に対して平行になるように且つ前記第2の偏光板の透過軸に対して45°の角度になるように配置されていることを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の液晶表示装置。 The first retardation layer is configured such that a slow axis of the first retardation layer is parallel to a slow axis of the second retardation layer and transmitted through the second polarizing plate. 5. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is disposed at an angle of 45 ° with respect to the axis . 前記第1の位相差層と前記第2の位相差層は、それぞれ、平面形状がストライプパターンとなるように配置されていることを特徴とする請求項1から5の何れかに記載の液晶表示装置。 6. The liquid crystal display according to claim 1, wherein the first retardation layer and the second retardation layer are arranged so that a planar shape thereof is a stripe pattern. 6. apparatus. 前記第1の位相差層は、ストライプ幅とストライプ間の間隙幅とが等しいことを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 6, wherein the first retardation layer has a stripe width equal to a gap width between stripes . 前記第1の位相差層のストライプ幅と前記第2の位相差層のストライプ幅とが等しいことを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 6, wherein a stripe width of the first retardation layer is equal to a stripe width of the second retardation layer . 前記面光源は、
前記第2の偏光板に対して平行になるように配置された導光板と、
前記導光板の端面のうち前記ストライプパターンの延伸方向に対して平行な端面から光を入射させる発光素子と、
を備えていることを特徴とする請求項6から8の何れかに記載の液晶表示装置。
The surface light source is
A light guide plate disposed parallel to the second polarizing plate;
A light emitting element that makes light incident from an end face parallel to the extending direction of the stripe pattern among the end faces of the light guide plate;
The liquid crystal display device according to claim 6, further comprising:
前記視野角制限素子は、前記第1の位相差層が前記第2の基板に接触するとともに前記第2の位相差層が前記第1の基板に接触する第1の状態から、前記第1の位相差層が前記第2の基板に非接触になり且つ前記第2の位相差層が前記第1の基板に非接触になる第2の状態へ、可変可能に形成されていることを特徴とする請求項1から9の何れかに記載の液晶表示装置。 The viewing angle limiting element is configured so that the first retardation layer is in contact with the second substrate and the second retardation layer is in contact with the first substrate. The retardation layer is variably formed in a second state in which the retardation layer is not in contact with the second substrate and the second retardation layer is in contact with the first substrate. The liquid crystal display device according to claim 1 . 前記視野角制限素子は、前記第2の状態から前記第1の状態へ可変可能に形成されていることを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置。 11. The liquid crystal display device according to claim 10, wherein the viewing angle limiting element is formed to be variable from the second state to the first state . 液晶層と第1の偏光板とを有した液晶表示素子と、
前記第1の偏光板を介して前記液晶層に光を照射する面光源と、
前記第1の偏光板と前記面光源との間に配置された視野角制限素子と、
を備え、
前記視野角制限素子は、
互いに対向するように且つ対向距離が可変可能に配置された第1の基板及び第2の基板と、
前記第1の基板における前記第2の基板との対向面に該対向面から前記第2の基板に向かって突出するように配置された第1の位相差層と、
前記第2の基板における前記第1の基板との対向面に該対向面から前記第1の基板に向かって突出するように配置された第2の位相差層と、
透過軸が前記第1の偏光板の透過軸に直交するように配置された第2の偏光板と、
を備え、
前記第2の基板は、前記第1の基板と前記第2の偏光板との間に配置され、
前記第2の偏光板は、前記第2の基板と前記面光源との間に配置され、
前記第1の位相差層は、該第1の位相差層の遅相軸が、前記第2の位相差層の遅相軸に対して平行になるように且つ前記第2の偏光板の透過軸に対して45°の角度になるように配置され、
所定の方向から平面視したときに前記第1の位相差層と前記第2の位相差層とが交互に並ぶように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display element having a liquid crystal layer and a first polarizing plate;
A surface light source for irradiating the liquid crystal layer with light through the first polarizing plate;
A viewing angle limiting element disposed between the first polarizing plate and the surface light source;
With
The viewing angle limiting element is:
A first substrate and a second substrate which are arranged so as to face each other and the facing distance is variable,
A first retardation layer disposed on a surface of the first substrate facing the second substrate so as to protrude from the facing surface toward the second substrate;
A second retardation layer disposed on a surface of the second substrate facing the first substrate so as to protrude from the facing surface toward the first substrate;
A second polarizing plate disposed so that a transmission axis is orthogonal to the transmission axis of the first polarizing plate;
With
The second substrate is disposed between the first substrate and the second polarizing plate,
The second polarizing plate is disposed between the second substrate and the surface light source,
The first retardation layer is configured such that a slow axis of the first retardation layer is parallel to a slow axis of the second retardation layer and transmitted through the second polarizing plate. Arranged at an angle of 45 ° to the axis,
The liquid crystal display device , wherein the first retardation layer and the second retardation layer are alternately arranged when viewed in plan from a predetermined direction .
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