特開 2023-179938 光学素子及び表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023179938

(43)【公開日】2023-12-20

(54)【発明の名称】光学素子及び表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/30 20060101AFI20231213BHJP

   G02F 1/13363 20060101ALI20231213BHJP

   G02F 1/1335 20060101ALI20231213BHJP

   H10K 50/10 20230101ALI20231213BHJP

   H05B 33/02 20060101ALI20231213BHJP

   H10K 59/10 20230101ALI20231213BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20231213BHJP

   B32B 7/023 20190101ALI20231213BHJP

   B32B 7/03 20190101ALI20231213BHJP

   B32B 9/00 20060101ALI20231213BHJP

【ＦＩ】

G02B5/30

G02F1/13363

G02F1/1335 510

H05B33/14 A

H05B33/02

H01L27/32

G09F9/00 313

G09F9/00 324

B32B7/023

B32B7/03

B32B9/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022092894

(22)【出願日】2022-06-08

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松島 寿治

【テーマコード（参考）】

2H149

2H291

3K107

4F100

5G435

【Ｆターム（参考）】

2H149AA13

2H149AA18

2H149AB01

2H149BA02

2H149BA11

2H149DA02

2H149DA12

2H149EA02

2H149EA05

2H149EA17

2H149EA19

2H149FA21Y

2H149FA38Y

2H149FA39Y

2H149FD05

2H291FA22X

2H291FA22Z

2H291FA30X

2H291FA30Z

2H291FA71Z

2H291FA81Z

2H291FB05

2H291FD09

2H291FD12

2H291HA06

2H291HA08

2H291HA11

2H291HA15

2H291LA26

2H291PA04

2H291PA42

2H291PA64

2H291PA67

2H291PA84

3K107AA01

3K107BB01

3K107CC37

3K107EE26

3K107FF06

3K107FF15

4F100AS00B

4F100AS00C

4F100AT00B

4F100AT00C

4F100BA04

4F100GB31

4F100GB41

4F100JN06

4F100JN10A

4F100JN10D

4F100JN18B

4F100JN18C

5G435AA01

5G435BB12

5G435CC09

5G435FF05

5G435KK07

(57)【要約】

【課題】簡易な構成で、特定の方向での明るさを抑制することができる光学素子及び表示装置を提供する。
【解決手段】光学素子は、第１吸収軸を有する第１偏光板と、第１偏光板と対向し、第２吸収軸を有する第２偏光板と、第１偏光板と第２偏光板との間に設けられた第１液晶フィルム及び第２液晶フィルムと、を有し、第２偏光板、第２液晶フィルム、第１液晶フィルム及び第１偏光板の順に積層され、第１液晶フィルム及び第２液晶フィルムは、それぞれ、液晶分子が法線方向に沿ってハイブリッド配向された状態で固定化されており、第１液晶フィルム及び第２液晶フィルムの正面位相差は、２００ｎｍ以上である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１吸収軸を有する第１偏光板と、
前記第１偏光板と対向し、第２吸収軸を有する第２偏光板と、
前記第１偏光板と前記第２偏光板との間に設けられた第１液晶フィルム及び第２液晶フィルムと、を有し、
前記第２偏光板、前記第２液晶フィルム、前記第１液晶フィルム及び前記第１偏光板の順に積層され、
前記第１液晶フィルム及び前記第２液晶フィルムは、それぞれ、液晶分子が法線方向に沿ってハイブリッド配向された状態で固定化されており、
前記第１液晶フィルム及び前記第２液晶フィルムの正面位相差は、２００ｎｍ以上である
光学素子。

【請求項2】

第１吸収軸を有する第１偏光板と、
前記第１偏光板と対向し、第２吸収軸を有する第２偏光板と、
前記第１偏光板と前記第２偏光板との間に設けられた複数の第１液晶フィルム及び複数の第２液晶フィルムと、を有し、
前記第２偏光板、前記第２液晶フィルム、前記第１液晶フィルム及び前記第１偏光板の順に積層され、
複数の前記第１液晶フィルム及び複数の前記第２液晶フィルムは、それぞれ、液晶分子が法線方向に沿ってハイブリッド配向された状態で固定化されており、
複数の前記第１液晶フィルム及び複数の前記第２液晶フィルムのそれぞれの正面位相差は、１１０ｎｍ以上である
光学素子。

【請求項3】

前記第１液晶フィルムの前記液晶分子の、前記第１液晶フィルムの表面に平行な平面に対する傾斜角は、前記第１偏光板に対向する面側で、前記第２液晶フィルムに対向する面側よりも小さく形成され、
前記第２液晶フィルムの前記液晶分子の、前記第２液晶フィルムの表面に平行な平面に対する傾斜角は、前記第２偏光板に対向する面側で、前記第１液晶フィルムに対向する面側よりも小さく形成される
請求項１又は請求項２に記載の光学素子。

【請求項4】

前記第１液晶フィルムの前記液晶分子の、前記第１液晶フィルムの表面に平行な平面に対する傾斜角は、前記第１偏光板に対向する面側で、前記第２液晶フィルムに対向する面側よりも大きく形成され、
前記第２液晶フィルムの前記液晶分子の、前記第２液晶フィルムの表面に平行な平面に対する傾斜角は、前記第２偏光板に対向する面側で、前記第１液晶フィルムに対向する面側よりも小さく形成される
請求項１又は請求項２に記載の光学素子。

【請求項5】

平面視で、前記第１液晶フィルムの前記液晶分子の長軸に沿った方向である第１配向方向は、前記第１偏光板の前記第１吸収軸と直交又は平行であり、
前記平面視で、前記第１偏光板の前記第１吸収軸は、前記第２偏光板の前記第２吸収軸と平行であり、
前記平面視で、前記第１液晶フィルムの前記第１配向方向は、前記第２液晶フィルムの前記液晶分子の長軸に沿った方向である第２配向方向と直交し、
前記第２液晶フィルムの前記第２配向方向は、前記第２偏光板の前記第２吸収軸と直交又は平行である
請求項１又は請求項２に記載の光学素子。

【請求項6】

平面視で、前記第１液晶フィルムの前記液晶分子の長軸に沿った方向である第１配向方向は、前記第１偏光板の前記第１吸収軸と直交又は平行であり、
前記平面視で、前記第１偏光板の前記第１吸収軸は、前記第２偏光板の前記第２吸収軸と非平行であり、
前記平面視で、前記第１液晶フィルムの前記第１配向方向と、前記第２液晶フィルムの前記液晶分子の長軸に沿った方向である第２配向方向とがなす角度は、９０°よりも小さく、
前記第２液晶フィルムの前記第２配向方向は、前記第２偏光板の前記第２吸収軸と直交又は平行である
請求項１又は請求項２に記載の光学素子。

【請求項7】

複数の前記第１液晶フィルムの前記液晶分子の長軸に沿った方向である第１配向方向は、前記平面視で平行方向であり、
複数の前記第２液晶フィルムの前記液晶分子の長軸に沿った方向である第２配向方向は、前記平面視で平行方向である
請求項２に記載の光学素子。

【請求項8】

前記第１液晶フィルムの正面位相差は、前記第２液晶フィルムの正面位相差と異なる
請求項１又は請求項２に記載の光学素子。

【請求項9】

請求項１又は請求項２に記載の光学素子と、
前記光学素子と積層された表示パネルと、を有する
表示装置。

【請求項10】

前記第１偏光板又は前記第２偏光板の一方は、前記表示パネルの偏光板と共用される
請求項９に記載の表示装置。

【請求項11】

前記表示パネルと前記光学素子との間に設けられた偏光回転素子を有する
請求項９に記載の表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学素子及び表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

視野角を制御する光学素子を備えた表示装置が知られている。視野角制御技術として、バックライトのプリズム構造や、光を吸収する層と透過する層とが交互に配置されたルーバーフィルムが知られている。

【0003】

また、視野角制御機能を備えた表示装置では、特定の方向で表示が見えなくなるように視野角を制御する要求がある（特許文献１から特許文献３参照）。例えば、特許文献１、３には、車載用の表示装置において、フロントガラスやフロントドアガラスへの映り込みを抑制し、ドライバーの視認性を向上させることができる光学素子及び表示装置が開示されている。特許文献１の光学素子では、２枚の偏光板の間に傾斜フィルムと非傾斜フィルムとを挟む構成となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－１０４００８号公報

【特許文献2】特開２０１７－１９００１７号公報

【特許文献3】国際公開第２０１７／１７５６２７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

視野角制御技術において、プリズム構造は左右非対称の輝度分布を実現することが困難であり、特定の方向で光の透過を抑制することが困難である。ルーバーフィルムは、望ましい配光が得られるものの全体の明るさが低下する可能性がある。特許文献１では、異なる種類の位相差フィルム（傾斜フィルムと非傾斜フィルム）を用いている。このため、より簡易な構成で、特定の方向で光の透過を抑制することができる光学素子が要求される。

【0006】

本発明は、簡易な構成で、特定の方向での明るさを抑制することができる光学素子及び表示装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様の光学素子は、第１吸収軸を有する第１偏光板と、前記第１偏光板と対向し、第２吸収軸を有する第２偏光板と、前記第１偏光板と前記第２偏光板との間に設けられた第１液晶フィルム及び第２液晶フィルムと、を有し、前記第２偏光板、前記第２液晶フィルム、前記第１液晶フィルム及び前記第１偏光板の順に積層され、前記第１液晶フィルム及び前記第２液晶フィルムは、それぞれ、液晶分子が法線方向に沿ってハイブリッド配向された状態で固定化されており、前記第１液晶フィルム及び前記第２液晶フィルムの正面位相差は、２００ｎｍ以上である。

【0008】

本発明の一態様の光学素子は、第１吸収軸を有する第１偏光板と、前記第１偏光板と対向し、第２吸収軸を有する第２偏光板と、前記第１偏光板と前記第２偏光板との間に設けられた複数の第１液晶フィルム及び複数の第２液晶フィルムと、を有し、前記第２偏光板、前記第２液晶フィルム、前記第１液晶フィルム及び前記第１偏光板の順に積層され、複数の前記第１液晶フィルム及び複数の前記第２液晶フィルムは、それぞれ、液晶分子が法線方向に沿ってハイブリッド配向された状態で固定化されており、複数の前記第１液晶フィルム及び複数の前記第２液晶フィルムのそれぞれの正面位相差は、１１０ｎｍ以上である。

【0009】

本発明の一態様の表示装置は、上記の光学素子と、前記光学素子と積層された表示パネルと、を有する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、第１実施形態に係る表示装置を模式的に示す断面図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る光学素子の構成例を示す分解斜視図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係る光学素子の、各偏光板の吸収軸の方位と各液晶フィルムの配向の方位との関係を説明するための説明図である。

【図4】図４は、第１液晶フィルム及び第２液晶フィルムの液晶分子の配向を説明するための説明図である。

【図5】図５は、実施例１及び比較例に係る表示装置における、液晶フィルムの平面位相差を示す表である。

【図6】図６は、実施例１及び比較例に係る表示装置の、明るさと極角との関係を示すグラフである。

【図7】図７は、第２実施形態に係る光学素子の構成例を示す分解斜視図である。

【図8】図８は、実施例２及び比較例の液晶フィルムの積層構成及び平面位相差を示す表である。

【図9】図９は、実施例２及び比較例に係る光学素子の、明るさと極角との関係を示すグラフである。

【図10】図１０は、比較例に係る表示装置の、明るさの視野角依存性を示す図である。

【図11】図１１は、実施例２－１に係る表示装置の、明るさの視野角依存性を示す図である。

【図12】図１２は、実施例２－２に係る表示装置の、明るさの視野角依存性を示す図である。

【図13】図１３は、実施例２－２及び実施例１－４に係る光学素子の、明るさと極角との関係を示すグラフである。

【図14】図１４は、実施例２－３に係る液晶フィルムの積層構成及び平面位相差を示す表である。

【図15】図１５は、実施例２－３に係る表示装置の、明るさの視野角依存性を示す図である。

【図16】図１６は、第３実施形態に係る光学素子の、第１液晶フィルム及び第２液晶フィルムの液晶分子の配向を説明するための説明図である。

【図17】図１７は、実施例３及び実施例２－２に係る光学素子の、明るさと極角との関係を示すグラフである。

【図18】図１８は、第４実施形態に係る光学素子の、各偏光板の吸収軸の方位と各液晶フィルムの配向の方位との関係を説明するための説明図である。

【図19】図１９は、実施例４及び実施例２－２に係る光学素子の、各偏光板の吸収軸及び各液晶フィルムの配向の方位角を示す表である。

【図20】図２０は、実施例４及び実施例２－２に係る光学素子の、明るさと極角との関係を示すグラフである。

【図21】図２１は、実施例４に係る表示装置の、明るさの視野角依存性を示す図である。

【図22】図２２は、第５実施形態に係る光学素子の、液晶フィルムの液晶分子の配向を説明するための説明図である。

【図23】図２３は、第１変形例に係る表示装置を模式的に示す断面図である。

【図24】図２４は、第２変形例に係る表示装置を模式的に示す断面図である。

【図25】図２５は、第３変形例に係る表示装置を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、本開示の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本開示の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本開示と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

【0012】

本明細書及び特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。

【0013】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る表示装置を模式的に示す断面図である。図１に示すように、表示装置１００は、光学素子１０と、表示パネル５０と、第３偏光板２３と、照明装置６０と、制御回路７０と、を有する。

【0014】

光学素子１０は、表示パネル５０の表示面に垂直な方向（第３方向Ｄｚ）で、照明装置６０と表示パネル５０との間に配置される。言い換えると、第３方向Ｄｚで、照明装置６０、光学素子１０、表示パネル５０、第３偏光板２３の順に積層される。光学素子１０は、第１偏光板２１と、第１液晶フィルム１１と、第２液晶フィルム１２と、第２偏光板２２と、を有する。光学素子１０は、第３方向Ｄｚで、照明装置６０から表示パネル５０に向かって、第２偏光板２２、第２液晶フィルム１２、第１液晶フィルム１１、第１偏光板２１の順に積層される。光学素子１０の詳細な構成については、図２以下で後述する。

【0015】

なお、以下の説明において、第１方向Ｄｘは、光学素子１０の表面（すなわち、第１偏光板２１の表面）と平行な面内の一方向である。第２方向Ｄｙは、光学素子１０の表面と平行な面内の一方向であり、第１方向Ｄｘと直交する方向である。なお、第２方向Ｄｙは、第１方向Ｄｘと直交しないで交差してもよい。第３方向Ｄｚは、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと直交する方向である。第３方向Ｄｚは、光学素子１０の表面の法線方向である。第３方向Ｄｚは、表示パネル５０の表示面の法線方向と言い換えることもできる。また、「平面視」とは、光学素子１０の表面と垂直な方向から見た場合の位置関係をいう。

【0016】

表示パネル５０は、例えば、アレイ基板と、対向基板と、表示機能層としての液晶層と、を備える液晶表示パネルである。対向基板は、アレイ基板と対向して配置され、液晶層はアレイ基板と対向基板との間に封止される。液晶層は、通過する光を電界の状態に応じて変調するものであり、例えば、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：フリンジフィールドスイッチング）を含むＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶が用いられる。本実施形態では、アレイ基板に設けられた画素電極と共通電極との間に発生する横電界により、液晶層が駆動される。

【0017】

ただしこの態様に限られず、表示パネル５０は、縦電界型の液晶表示パネルであってもよい。この場合、画素電極はアレイ基板に設けられ、共通電極は対向基板に設けられる。縦電界型の液晶表示パネルは、いわゆる縦電界が液晶層に印加される、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ：ツイステッドネマティック）、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ：垂直配向）及びＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ：電界制御複屈折）等がある。

【0018】

照明装置６０は、バックライトユニットである。照明装置６０は、どのような構成であってもよいが、例えば、エッジライト型バックライトや、直下型バックライトを適用可能である。エッジライト型バックライトは、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源と、導光板とを有し、導光板の端部にＬＥＤが設けられる。直下型バックライトは、拡散板の直下にＬＥＤが設けられる。

【0019】

制御回路７０は、表示パネル５０及び照明装置６０のそれぞれに電気的に接続され、表示パネル５０及び照明装置６０のそれぞれの駆動を制御するように構成されている。

【0020】

本実施形態の表示装置１００において、照明装置６０は、光学素子１０に向けて拡散光を出射する。光学素子１０は、照明装置６０から入射された光の視野角依存性を調整して、特定の方向で光の透過を抑制する視野角制御素子である。言い換えると、光学素子１０を透過した光は、照明装置６０からの光よりも指向性が高い。光学素子１０を透過した光が表示パネル５０に入射される。これにより、表示パネル５０は、特定の方向で明るさが抑制された画像を表示する。

【0021】

以下の説明において、極角θは、第３方向Ｄｚに平行な方向に対してなす角度である。第３方向Ｄｚに平行な方向の極角θは、０°とする。また、図１において第３方向Ｄｚに対して右側（第１方向Ｄｘの一方）の極角θを正（＋θ）と表し、第３方向Ｄｚに対して左側（第１方向Ｄｘの他方）の極角θを負（－θ）と表す場合がある。

【0022】

光学素子１０の各層、表示パネル５０及び第３偏光板２３は、透光性を有する接着層（図示しない）により接着されている。ただし、これに限定されず、光学素子１０の各層、表示パネル５０及び第３偏光板２３の層間に接着層が設けられず、空気層を介して積層されていてもよい。

【0023】

本実施形態では、光学素子１０の第１偏光板２１は、表示パネル５０の背面側の偏光板と共用される。すなわち、表示パネル５０と、光学素子１０の第１液晶フィルム１１との間には、１つの第１偏光板２１が配置される。これにより、表示パネル５０の背面側で、光学素子１０の第１偏光板２１に加え、表示パネル５０用の偏光板が設けられた構成に比べて、光の透過率を向上させることができる。

【0024】

次に、光学素子１０の詳細な構成について説明する。図２は、第１実施形態に係る光学素子の構成例を示す分解斜視図である。図３は、第１実施形態に係る光学素子の、各偏光板の吸収軸の方位と各液晶フィルムの配向の方位との関係を説明するための説明図である。

【0025】

図２及び図３に示すように、第１偏光板２１及び第２偏光板２２は、直線偏光板である。第１偏光板２１は、方位角φ＝４５°方向に延在する第１吸収軸ＡＸ１を有する。第２偏光板２２は、第１偏光板２１と対向し、方位角φ＝４５°方向に延在する第２吸収軸ＡＸ２を有する。平面視で、第１偏光板２１の第１吸収軸ＡＸ１は、第２偏光板２２の第２吸収軸ＡＸ２と平行である。なお、図示は省略するが、第１偏光板２１は、第１吸収軸ＡＸ１に直交する第１透過容易軸を有する。また、第２偏光板２２は、第２吸収軸ＡＸ２に直交する第２透過容易軸を有する。

【0026】

なお、表示パネル５０の表示面側に設けられた第３偏光板２３（図１参照）は、第３吸収軸及び第３吸収軸と直交する第３透過容易軸を有する。表示パネル５０の表示モードに応じて、第３偏光板２３の第３吸収軸及び第３透過容易軸は、平面視で所定の方向に設けられる。

【0027】

なお、方位角φは、第１方向Ｄｘに平行な方向に対してなす角度である。第１方向Ｄｘの一方（図３において右側）の方位角φは、０°とする。第１方向Ｄｘの他方（図３において左側）の方位角φは、１８０°とする。第２方向Ｄｙの一方（図３において上側）の方位角φは、９０°とする。第２方向Ｄｙの他方（図３において下側）の方位角φは、２７０°とする。なお、第１方向Ｄｘの一方に対して反時計回りの方位角φを正（＋φ）と表し、第１方向Ｄｘの一方側に対して時計回りの方位角φを負（－φ）と表す場合がある。

【0028】

第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２は、第１偏光板２１と第２偏光板２２との間に設けられる。第１液晶フィルム１１は第１偏光板２１側に配置され、第２液晶フィルム１２は第２偏光板２２側に配置される。

【0029】

図４は、第１液晶フィルム及び第２液晶フィルムの液晶分子の配向を説明するための説明図である。図４に示すように、第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２は、それぞれ棒状の液晶分子１３を有する。なお、図４では理解を容易にするために、平面視で、液晶分子１３が同一方向（第１方向Ｄｘ）に配向する場合を示す。ただし、後述するように、第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２の液晶分子１３の平面視での配向方向は異なっている。

【0030】

液晶分子１３は、屈折率異方性を有し、液晶分子１３の長軸ＬＡに沿った方向の屈折率ｎｙ（＝ｎｅ）は、長軸ＬＡに直交する方向の屈折率ｎｘ、ｎｚ（ｎｘ＝ｎｚ（＝ｎｏ））と異なる。本実施形態では、液晶分子１３の屈折率は、ｎｙ（＝ｎｅ）＞ｎｘ＝ｎｚ（＝ｎｏ）の関係を満たす。ただし、屈折率ｎｏは、第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２を通過する常光線の屈折率であり、屈折率ｎｅは、第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２を通過する異常光線の屈折率である。

【0031】

第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２は、それぞれ液晶分子１３が第３方向Ｄｚに沿ってハイブリッド配向された状態で固定化されている。ここでハイブリッド配向とは、一対の基板間に挟持された長軸ＬＡを有する液晶分子１３が、該長軸ＬＡの方向が、一方の基板側では該基板に対して平行になり、他方の基板側では該基板に対して垂直になるように配向されている状態をいう。図４に示すように、第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２において、液晶分子１３の長軸ＬＡの、第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２の表面に平行な方向（例えば第１方向Ｄｘ）に対してなす傾斜角は、第３方向Ｄｚに沿って連続的に変化する。

【0032】

第１液晶フィルム１１の液晶分子１３の傾斜角は、第１偏光板２１に対向する面側では比較的小さく形成され、第１液晶フィルム１１の表面に平行な方向とほぼ平行となるように配向している。これに対し、第１液晶フィルム１１の液晶分子１３の傾斜角は、第２液晶フィルム１２に対向する面側では、比較的大きく形成され、第１液晶フィルム１１の表面に平行な方向とほぼ垂直となるように配向している。このように、第１液晶フィルム１１の液晶分子１３の、第１液晶フィルム１１の表面に平行な平面に対する傾斜角は、第１偏光板２１に対向する面側で、第２液晶フィルム１２に対向する面側よりも小さく形成される。

【0033】

第２液晶フィルム１２の液晶分子１３の傾斜角は、第１液晶フィルム１１の表面に平行な方向を基準軸として、第１液晶フィルム１１の液晶分子１３の傾斜角と線対称となるように配向している。すなわち、第２液晶フィルム１２の液晶分子１３の傾斜角は、第２偏光板２２と対向する面側では比較的小さく形成され、第２液晶フィルム１２の表面に平行な方向とほぼ平行となるように配向している。これに対し、第２液晶フィルム１２の液晶分子１３の傾斜角は、第１液晶フィルム１１と対向する面側では、比較的大きく形成され、第２液晶フィルム１２の表面に平行な方向とほぼ垂直となるように配向している。第２液晶フィルム１２の液晶分子１３の、第２液晶フィルム１２の表面に平行な平面に対する傾斜角は、第２偏光板２２に対向する面側で、第１液晶フィルム１１に対向する面側よりも小さく形成される。

【0034】

このように、第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２は、ハイブリッド配向された液晶分子１３を有しているので、それぞれ、明るさの視野角依存性を有する。具体的には、第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２は、平面視での液晶分子１３の配向方向に平行な方向を基準線としたときに線対称となる明るさの視野角依存性を有する。また、第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２は、平面視での液晶分子１３の配向方向に垂直な方向を基準線としたときに非対称となる明るさの視野角依存性を有する。

【0035】

図２及び図３に戻って、平面視で、第１液晶フィルム１１の第１配向方向ＨＸ１は、第１偏光板２１の第１吸収軸ＡＸ１と平行である。また、平面視で、第２液晶フィルム１２の第２配向方向ＨＸ２は、第１液晶フィルム１１の第１配向方向ＨＸ１と直交し、かつ、第２偏光板２２の第２吸収軸ＡＸ２と直交する。なお、第１配向方向ＨＸ１は、平面視での第１液晶フィルム１１の液晶分子１３の長軸ＬＡに沿った方向である。また、第２配向方向ＨＸ２は、平面視での第２液晶フィルム１２の液晶分子１３の長軸ＬＡに沿った方向である。

【0036】

具体的には、第１液晶フィルム１１の第１配向方向ＨＸ１の方位角φは、φ＝＋４５°である。第２液晶フィルム１２の第２配向方向ＨＸ２の方位角φは、φ＝－４５°である。平面視で、第１液晶フィルム１１の第１配向方向ＨＸ１は、第２液晶フィルム１２の第２配向方向ＨＸ２と直交する。また、平面視で、第１液晶フィルム１１の第１配向方向ＨＸ１は、第１偏光板２１の第１吸収軸ＡＸ１及び第２偏光板２２の第２吸収軸ＡＸ２と平行である。平面視で、第２液晶フィルム１２の第２配向方向ＨＸ２は、第１偏光板２１の第１吸収軸ＡＸ１及び第２偏光板２２の第２吸収軸ＡＸ２と直交する。

【0037】

以上のような構成により、光学素子１０は、所定の基準軸に対して非対称となる明るさの視野角依存性を実現できる。所定の基準軸は、例えば第２方向Ｄｙに平行な方向である。この場合、光学素子１０は、所定の基準軸（第２方向Ｄｙ）に対して右側（極角＋θ側）と左側（極角－θ側）とで非対称となる明るさの極角依存性を有する。なお、平面視で、第１液晶フィルム１１の第１配向方向ＨＸ１は、第１偏光板２１の第１吸収軸ＡＸ１と平行であり、第２液晶フィルム１２の第２配向方向ＨＸ２は、第２偏光板２２の第２吸収軸ＡＸ２と直交する構成について説明したが、これに限定されない。平面視で、第１液晶フィルム１１の第１配向方向ＨＸ１は、第１偏光板２１の第１吸収軸ＡＸ１と直交し、第２液晶フィルム１２の第２配向方向ＨＸ２は、第２偏光板２２の第２吸収軸ＡＸ２と平行であってもよい。

【0038】

（実施例１）
図５は、実施例１及び比較例に係る表示装置における、液晶フィルムの平面位相差を示す表である。図６は、実施例１及び比較例に係る表示装置の、明るさと極角との関係を示すグラフである。

【0039】

図５及び図６に示す実施例１－１から実施例１－６及び比較例に係る光学素子１０の積層構成は、いずれも図１から図４に示した例と同様である。図５に示すように、実施例１－１から実施例１－６及び比較例に係る光学素子１０は、それぞれ液晶フィルム（第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２）の正面位相差の値を異ならせている。また、各実施例及び比較例では、第１液晶フィルム１１の正面位相差と第２液晶フィルム１２の正面位相差は、同等の値としている。

【0040】

ここで、第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２の正面位相差は、それぞれの面内での直交する軸に対応した屈折率をｎｘ、ｎｙとし、厚さをｄとしたときに、正面位相差Ｒｅ＝（ｎｘ－ｎｙ）×ｄで定義される。第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２の面内での屈折率ｎｙは、それぞれ第１配向方向ＨＸ１及び第２配向方向ＨＸ２に対応する屈折率である。また、面内での屈折率ｎｘは、第１配向方向ＨＸ１及び第２配向方向ＨＸ２に直交する方向に対応する屈折率である。

【0041】

図５に示すように、比較例に係る光学素子の、第１液晶フィルム及び第２液晶フィルムの正面位相差は１４０ｎｍである。実施例１－１、１－２、１－３、１－４、１－５、１－６に係る光学素子１０の、第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２の正面位相差は、それぞれ２０７ｎｍ、２７６ｎｍ、３４５ｎｍ、４００ｎｍ、４８３ｎｍ、５５２ｎｍである。

【0042】

図６に示すグラフ１は、横軸が極角θ（°）であり、縦軸が明るさ（ａ．ｕ．）である。図６は、各実施例及び比較例の正面方向（極角θ＝０°）での明るさを同等とした場合の、相対的な明るさの極角依存性のシミュレーション結果を示している。

【0043】

図６に示すように、比較例に係る表示装置（正面位相差１４０ｎｍ）では、極角θ＝０°に対して、ほぼ対称性を有する明るさの極角依存性を示す。これに対し、実施例１－１に係る表示装置（正面位相差２０７ｎｍ）では、明るさの極角依存性の非対称性が示された。具体的には、実施例１－１は、比較例に比べて正の極角θ側で明るさが抑制される。例えば矢印Ａ１、Ａ２に示すように、正の極角θ側（例えば極角θ＝５０°）での、比較例に対する実施例１－１の明るさの差（矢印Ａ１）は、負の極角θ側（例えば極角θ＝－５０°）での、比較例に対する実施例１－１の明るさの差（矢印Ａ２）よりも大きい。

【0044】

実施例１－２から実施例１－６に示すように、光学素子１０が有する第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２の正面位相差をそれぞれ２７６ｎｍ以上とすることで、正の極角θ側で負の極角θ側に比べて明るさが抑制される。実施例１－２に係る表示装置（正面位相差２７６ｎｍ）では、正の極角θ側（例えば極角θ＝５０°）での明るさは、負の極角θ側（例えば極角θ＝－５０°）での明るさよりも暗い。

【0045】

実施例１－３に係る表示装置（正面位相差３４５ｎｍ）では、実施例１－２に比べて、負の極角θ側（例えば極角θ＝－５０°）での明るさは同等であるものの、正の極角θ側（例えば極角θ＝５０°）での明るさがより抑制される。実施例１－４、１－５、１－６では、（正面位相差４００、４８３、５５２ｎｍ）では、実施例１－３に比べて正の極角θ側（例えば極角θ＝５０°）での明るさが抑制される。ただし、実施例１－４、１－５、１－６の正の極角θ側での明るさの極角依存性は、いずれも同様の傾向を示している。

【0046】

以上のように、光学素子１０を有する表示装置１００は、第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２の正面位相差が２００ｎｍ以上５５２ｎｍ以下の範囲で、特定の方向（例えば極角θ＝５０°）で明るさを抑制できることが示された。より好ましくは、第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２の正面位相差が２７０ｎｍ以上５５２ｎｍ以下の範囲で極角θ＝５０°で明るさを抑制することができる。言い換えると、光学素子１０は、特定の方向（例えば極角θ＝５０°）で光の透過率を抑制することができる。

【0047】

このような明るさの極角依存性を有する表示装置１００を、車載用の表示装置に適用した場合、運転手側（例えば極角θ＝－５０°）及び助手席側（例えば極角θ＝０°）での明るさを確保しつつ、助手席側の窓ガラス（例えば極角θ＝５０°）での映り込みを抑制することができる。

【0048】

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態に係る光学素子の構成例を示す分解斜視図である。なお、以下の説明では、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

【0049】

図７に示すように、第２実施形態に係る光学素子１０Ａは、複数の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、複数の第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、を有する。複数の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃの第１配向方向ＨＸ１は、平面視で平行方向であり、方位角φはいずれもφ＝＋４５°である。複数の第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃの第２配向方向ＨＸ２は、平面視で平行方向であり、方位角φはいずれもφ＝－４５°である。また、複数の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び複数の第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃの平面位相差は、いずれも同等の値（例えば１４０ｎｍ以上）である。

【0050】

また、第１偏光板２１の第１吸収軸ＡＸ１、複数の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃの第１配向方向ＨＸ１、複数の第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃの第２配向方向ＨＸ２及び第２偏光板２２の第２吸収軸ＡＸ２の、平面視での方位角φの関係は、上述した第１実施形態（図３参照）と同様であり、繰り返しの説明は省略する。

【0051】

なお、図７に示す例では、光学素子１０Ａは、３層の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び３層の第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有しているが、あくまで一例であり、適宜変更できる。第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２は、それぞれ２層設けられていてもよいし、あるいは、それぞれ４層以上であってもよい。

【0052】

（実施例２）
図８は、実施例２及び比較例の液晶フィルムの積層構成及び平面位相差を示す表である。図８に示すように、比較例に係る光学素子は、１層の第１液晶フィルム１１ａ及び１層の第２液晶フィルム１２ａを有し、それぞれの正面位相差は１４０ｎｍである。図８に示す比較例は、上述した実施例１における比較例と同等の構成及び明るさの極角依存性を有する。

【0053】

実施例２－１に係る光学素子は、２層の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ及び２層の第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂを有し、合計４層の液晶フィルムが積層される。実施例２－１の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ及び第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂの正面位相差は、それぞれ１４０ｎｍである。

【0054】

実施例２－２に係る光学素子は、３層の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び３層の第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有し、合計６層の液晶フィルムが積層される。実施例２－２の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃの正面位相差は、それぞれ１４０ｎｍである。

【0055】

図９は、実施例２及び比較例に係る光学素子の、明るさと極角との関係を示すグラフである。図１０は、比較例に係る表示装置の、明るさの視野角依存性を示す図である。図１１は、実施例２－１に係る表示装置の、明るさの視野角依存性を示す図である。図１２は、実施例２－２に係る表示装置の、明るさの視野角依存性を示す図である。

【0056】

図１０から図１２では、各極角及び各方位角について、等しい明るさを示す領域を結ぶ等光線を示している。図１０から図１２において、方位角φは、第１方向Ｄｘに平行な方向に対してなす角度である。図１０から図１２各図で、円の中心に対して右側が方位角φ＝０°であり、円の中心に対して左側が方位角φ＝１８０°である。円の中心に対して上側が方位角φ＝９０°であり、円の中心に対して下側が方位角φ＝２７０°である。また、円の中心が表示装置１００（光学素子１０Ａ）の法線方向（極角θ＝０°）に相当し、法線方向を中心とした同心円（点線で示す）は、それぞれ極角θ＝２０°、４０°、６０°、８０°に相当する。

【0057】

なお、明るさの視野角依存性の説明において、極角θ＝０°に対して方位角φ＝０°方向及び方位角φ＝１８０°方向を左右方向と表す場合がある。また、極角θ＝０°に対して方位角φ＝９０°方向及び方位角２７０°方向を上下方向と表す場合がある。

【0058】

図９に示すように、１層の第１液晶フィルム１１及び１層の第２液晶フィルム１２を有する比較例に係る表示装置では、明るさの極角依存性は、極角θ＝０°に対して対称性を有している。また、図１０に示すように比較例に係る表示装置では、極角θ＝０°を通り第２方向Ｄｙに平行な基準線に対して、実質的に左右対称となる明るさの視野角依存性を有する。また、比較例に係る表示装置では、極角θ＝０°を通り第１方向Ｄｘに平行な基準線に対して、実質的に上下対称となる明るさの視野角依存性を有する。

【0059】

図９、図１１及び図１２に示すように、複数の第１液晶フィルム１１及び複数の第２液晶フィルム１２を有する実施例２－１及び実施例２－２に係る表示装置では、明るさの極角依存性が非対称となり、比較例に比べて正の極角θ（方位角φ＝０°）側で明るさが抑制されることが示された。

【0060】

具体的には、図９に示すように、実施例２－１は、矢印Ａ３に示すように、正の極角θ側（例えば極角θ＝５０°）での明るさが、比較例に比べて抑制される（暗くなる）。また、実施例２－１は、矢印Ａ４に示すように、負の極角θ側（例えば極角θ＝－５０°）での明るさが、比較例に比べて明るくなる。

【0061】

図９に示すように、実施例２－２では、正の極角θ側（例えば極角θ＝５０°）での明るさが、比較例及び実施例２－１に比べて抑制される（暗くなる）。また、負の極角θ側（例えば極角θ＝－５０°）での明るさが、比較例に比べて明るくなる。また、負の極角θ側では、実施例２－１と実施例２－２とで、明るさの極角依存性が異なる傾向を示す。より詳細には、正面側（極角θ＝－５５°以上極角θ＝－１０°以下程度）の範囲では、実施例２－２が実施例２－１よりも明るく、高極角側（極角θ＝－５５°以下）では、実施例２－１が実施例２－２よりも明るくなる。

【0062】

また、図１１に示すように、実施例２－１に係る表示装置では、極角θ＝０°を通り第２方向Ｄｙに平行な基準線に対して、右側（方位角φ＝０°側）で明るさが抑制され、左側（方位角φ＝１８０°側）で明るさが向上する。すなわち、実施例２－１に係る表示装置では、明るさの視野角依存性が左右方向で非対称となる。また、実施例２－１に係る表示装置では、極角θ＝０°を通り第１方向Ｄｘに平行な基準線に対して、実質的に上下対称となる明るさの視野角依存性を有する。

【0063】

図１２に示すように、実施例２－２に係る表示装置では、極角θ＝０°を通り第２方向Ｄｙに平行な基準線に対して、右側（方位角φ＝０°側）で明るさが抑制され、左側（方位角φ＝１８０°側）で明るさが向上する。すなわち、実施例２－２に係る表示装置では、明るさの視野角依存性が左右方向で非対称となる。また、実施例２－２に係る表示装置では、図１１に示す実施例２－１に比べて、相対的に明るい領域を示す視野角範囲が大きくなり、方位角φ＝０°側で明るさが抑制される（暗くなる）領域の方位角の範囲が小さくなる。つまり、実施例２－２に係る表示装置は、比較例及び実施例２－１に比べて、特定の視野角領域で明るさを抑制し、それ以外の領域での明るさを向上させることができる。また、実施例２－２に係る表示装置では、実施例２－１に比べて、極角θ＝０°を通り第１方向Ｄｘに平行な基準線に対して、明るさの視野角依存性が上下方向で非対称となる領域が大きくなる。

【0064】

以上のように光学素子１０Ａを有する表示装置１００は、第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２がそれぞれ複数積層されることで、特定の方向（例えば極角θ＝５０°）で明るさを抑制できることが示された。より好ましくは、複数の第１液晶フィルム１１及び複数の第２液晶フィルム１２のそれぞれの正面位相差が１４０ｎｍ以上の範囲で極角θ＝５０°以上での明るさを抑制することができる。また、本実施例では、上述した第１実施形態及び実施例１に比べて、特定の方向（例えば極角θ＝５０°）で明るさを抑制しつつ、反対側の方向（例えば極角θ＝－５０°）で明るさを向上させることができる。

【0065】

このような明るさの極角依存性を有する表示装置１００を、車載用の表示装置に適用した場合、運転手側（負の極角θ側、例えば極角θ＝＋５０°）での明るさを向上させるとともに、助手席側の窓ガラス（正の極角θ側、例えば極角θ＝－５０°）での映り込みを抑制することができる。

【0066】

図１３は、実施例２－２及び実施例１－４に係る光学素子の、明るさと極角との関係を示すグラフである。図８で上述したように、実施例２－２に係る光学素子は、３層の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び３層の第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有し、それぞれの正面位相差は１４０ｎｍである。また、図５で上述したように、実施例１－４に係る光学素子は、１層の第１液晶フィルム１１及び１層の第２液晶フィルム１２を有し、それぞれの正面位相差は４００ｎｍである。

【0067】

実施例２－２の、３層の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃの合計の正面位相差は４２０ｎｍであり、実施例１－４の１層の第１液晶フィルム１１の正面位相差は４００ｎｍと近い値である。また、実施例２－２の、３層の第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃの合計の正面位相差は４２０ｎｍであり、実施例１－４の１層の第２液晶フィルム１２の正面位相差は４００ｎｍと近い値である。つまり、図１３では、正面位相差の合計の値をできるだけ近づけた場合に、３層ずつ計６層の液晶フィルムを積層した実施例２－２と、１層ずつ計２層の液晶フィルムを積層した実施例１－４と、について比較して示すグラフである。

【0068】

図１３に示すように、実施例２－２及び実施例１－４の明るさの極角依存性は、正の極角θ側（極角θ＝５０°以上）では実質的に同等の値となる。これに対し、負の極角θ側では、実施例２－２は実施例１－４よりも明るくなる。実施例２－２は、極角θ＝－７０°以上極角θ＝－１０°以下程度の範囲で実施例１－４よりも明るさが向上する。

【0069】

このように、実施例２－２及び実施例１－４のいずれも特定の方向（極角θ＝５０°以上）での明るさを抑制できる。また、複数の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び複数の第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有する実施例２－２では、同等の平面位相差を有する実施例１－４に比べて、負の極角θ側での明るさを向上させることができる。例えば、実施例２－２を車載用の表示装置に適用した場合、実施例１－４に比べて、助手席側の窓ガラス（正の極角θ側、例えば極角θ＝－５０°）での映り込みを抑制しつつ、運転手側（負の極角θ側、例えば極角θ＝＋５０°）での明るさを向上させることができる。

【0070】

上述した実施例２－１及び実施例２－２では、複数の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃの正面位相差は、複数の第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃの正面位相差と同じである例を示したが、これに限定されない。

【0071】

図１４は、実施例２－３に係る液晶フィルムの積層構成及び平面位相差を示す表である。図１４に示すように、実施例２－３に係る光学素子は、３層の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び３層の第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有し、合計６層の液晶フィルムが積層される。複数の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃの正面位相差は、複数の第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃの正面位相差と異なる。具体的には、実施例２－３の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃの正面位相差は、それぞれ１４０ｎｍ、１４０ｎｍ、１４０ｎｍであり、第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃの正面位相差は、それぞれ１１０ｎｍ、１２０ｎｍ、１２０ｎｍである。

【0072】

図１５は、実施例２－３に係る表示装置の、明るさの視野角依存性を示す図である。図１５に示すように、実施例２－３に係る表示装置では、上述した実施例２－２（図９、１２参照）と同様に、極角θ＝０°を通り第２方向Ｄｙに平行な基準線に対して、右側（方位角φ＝０°側）で明るさが抑制され、左側（方位角φ＝１８０°側）で明るさが向上する。また、上述した実施例２－２に係る表示装置では、最も暗い領域が方位角φ＝０°に配置されるのに対し、実施例２－３に係る表示装置では、最も暗い領域が方位角φ＝６°に配置される。

【0073】

実施例２－３に示すように、複数の第１液晶フィルム１１及び複数の第２液晶フィルム１２のそれぞれの正面位相差が１１０ｎｍ以上の範囲で特定の方向での明るさを抑制することができる。また、複数の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、複数の第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃとで正面位相差を異ならせることで、明るさが抑制される領域を正の方位角φ側に調整することができる。

【0074】

このような明るさの極角依存性を有する表示装置１００を、車載用の表示装置に適用した場合、助手席側（あるいは運転手側）の窓ガラスが傾斜して設けられる場合において、助手席側（あるいは運転手側）の窓ガラスでの映り込みを効果的に抑制することができる。

【0075】

（第３実施形態）
図１６は、第３実施形態に係る光学素子の、第１液晶フィルム及び第２液晶フィルムの液晶分子の配向を説明するための説明図である。なお、図１６では、図面を見やすくするために、１層の第１液晶フィルム１１及び１層の第２液晶フィルム１２の液晶分子１３の配向を示している。ただし、１層の第１液晶フィルム１１についての説明は、複数の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃのそれぞれに適用できる。また、１層の第２液晶フィルム１２についての説明は、複数の第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃのそれぞれに適用できる。

【0076】

図１６に示すように、第３実施形態に係る光学素子１０Ｂでは、上述した各実施形態及び実施例に比べて、第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２の、第３方向Ｄｚでの液晶分子１３の配向（傾斜角の変化）が各層同等になるように積層される。

【0077】

より詳細には、第１液晶フィルム１１の液晶分子１３の傾斜角は、第２液晶フィルム１２に対向する面側では比較的小さく形成され、第１液晶フィルム１１の表面に平行な方向とほぼ平行となるように配向している。これに対し、第１液晶フィルム１１の液晶分子１３の傾斜角は、第１偏光板２１に対向する面側では、比較的大きく形成され、第１液晶フィルム１１の表面に平行な方向とほぼ垂直となるように配向している。このように、第１液晶フィルム１１の液晶分子１３の、第１液晶フィルム１１の表面に平行な平面に対する傾斜角は、第１偏光板２１に対向する面側で、第２液晶フィルム１２に対向する面側よりも大きく形成される。

【0078】

第２液晶フィルム１２の液晶分子１３の傾斜角は、第２偏光板２２に対向する面側では比較的小さく形成され、第２液晶フィルム１２の表面に平行な方向とほぼ平行となるように配向している。これに対し、第２液晶フィルム１２の液晶分子１３の傾斜角は、第１液晶フィルム１１に対向する面側では、比較的大きく形成され、第２液晶フィルム１２の表面に平行な方向とほぼ垂直となるように配向している。第２液晶フィルム１２の液晶分子１３の、第２液晶フィルム１２の表面に平行な平面に対する傾斜角は、第２偏光板２２に対向する面側で、第１液晶フィルム１１に対向する面側よりも小さく形成される。

【0079】

（実施例３）
図１７は、実施例３及び実施例２－２に係る光学素子の、明るさと極角との関係を示すグラフである。実施例３に係る光学素子１０Ｂは、上述したように、複数の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び複数の第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃの液晶分子１３のチルト角の変化が各層同等である。実施例２－２に係る光学素子１０Ａでは、複数の第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃの液晶分子１３のチルト角は、第１液晶フィルム１１の表面に平行な方向を基準軸として、複数の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃの液晶分子１３のチルト角と線対称となっている（図４参照）。

【0080】

図１７に示すように、実施例３に係る光学素子１０Ｂを有する表示装置１００は、実施例２－２に係る光学素子１０Ａを有する表示装置１００と同等の明るさの極角依存性を示す。実施例３では、正の極角θ側（例えば極角θ＝５０°）での明るさが、負の極角θ側（例えば極角θ＝－５０°）に比べて抑制される。また、実施例３は、高極角側（極角θ＝－５０°以下、極角θ＝５０°以上）で、実施例２－２に比べてわずかに明るくなる。

【0081】

以上のように、第３実施形態及び実施例３では、第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２の液晶分子１３の配向（チルト角の変化）を異ならせた場合でも、特定の方向（例えば極角θ＝５０°）で明るさを抑制できることが示された。

【0082】

なお、第３実施形態及び実施例３では、光学素子１０Ｂが複数の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ及び複数の第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有する構成について説明したが、これに限定されない。第３実施形態及び実施例３は、１層の第１液晶フィルム１１及び１層の第２液晶フィルム１２を有する構成、すなわち上述した第１実施形態と組み合わせることができる。

【0083】

（第４実施形態）
上述した各実施形態及び各実施例では、第１偏光板２１の第１吸収軸ＡＸ１は、第２偏光板２２の第２吸収軸ＡＸ２と平行であり、かつ、第１液晶フィルム１１の第１配向方向ＨＸ１は、第２液晶フィルム１２の第２配向方向ＨＸ２と直交する例を示したが、これに限定されない。

【0084】

図１８は、第４実施形態に係る光学素子の、各偏光板の吸収軸の方位と各液晶フィルムの配向の方位との関係を説明するための説明図である。なお、図１８では、図面を見やすくするために、１層の第１液晶フィルム１１及び１層の第２液晶フィルム１２の配向方向を示している。ただし、１層の第１液晶フィルム１１についての説明は、複数の第１液晶フィルム１１ａ、１１ｂ、１１ｃのそれぞれに適用できる。また、１層の第２液晶フィルム１２についての説明は、複数の第２液晶フィルム１２ａ、１２ｂ、１２ｃのそれぞれに適用できる。

【0085】

図１８に示すように、第４実施形態に係る光学素子１０Ｃにおいて、第１偏光板２１の第１吸収軸ＡＸ１は、方位角φ＝４５°方向に延在する。第２偏光板２２の第２吸収軸ＡＸ２は、方位角φ＝５５°方向に延在する。すなわち、平面視で、第１偏光板２１の第１吸収軸ＡＸ１は、第２偏光板２２の第２吸収軸ＡＸ２と非平行である。

【0086】

また第１液晶フィルム１１の第１配向方向ＨＸ１の方位角φは、φ＝＋４５°である。第２液晶フィルム１２の第２配向方向ＨＸ２の方位角φは、φ＝－３５°である。すなわち、平面視で、第１液晶フィルム１１の第１配向方向ＨＸ１は、第１偏光板２１の第１吸収軸ＡＸ１と平行である。また、平面視で、第１液晶フィルム１１の第１配向方向ＨＸ１と、第２液晶フィルム１２の第２配向方向ＨＸ２とがなす角度は、９０°よりも小さい。

【0087】

また、平面視で、第１液晶フィルム１１の第１配向方向ＨＸ１は、第２偏光板２２の第２吸収軸ＡＸ２と非平行である。平面視で、第２液晶フィルム１２の第２配向方向ＨＸ２は、第１偏光板２１の第１吸収軸ＡＸ１と直交しないで交差する。第２液晶フィルム１２の第２配向方向ＨＸ２は、第２偏光板２２の第２吸収軸ＡＸ２と直交する。

【0088】

言い換えると、第４実施形態に係る光学素子１０Ｃは、第１実施形態の光学素子１０Ａ（図７参照）のうち、第２液晶フィルム１２及び第２偏光板２２をひとまとまり（１セット）の光学機能層として、方位角φ＝＋１０°だけ回転させた配向関係を有する。

【0089】

（実施例４）
図１９は、実施例４及び実施例２－２に係る光学素子の、各偏光板の吸収軸及び各液晶フィルムの配向の方位角を示す表である。図９に示すように、実施例４に係る光学素子１０Ｃの、第１偏光板２１の第１吸収軸ＡＸ１、第１液晶フィルム１１の第１配向方向ＨＸ１、第２液晶フィルム１２の第２配向方向ＨＸ２及び第２偏光板２２の第２吸収軸ＡＸ２の方位角φは、それぞれφ＝４５°、φ＝＋４５°、φ＝－３５°、φ＝５５°である。

【0090】

実施例２－２に係る光学素子１０Ａの、第１偏光板２１の第１吸収軸ＡＸ１、第１液晶フィルム１１の第１配向方向ＨＸ１、第２液晶フィルム１２の第２配向方向ＨＸ２及び第２偏光板２２の第２吸収軸ＡＸ２の方位角φは、それぞれφ＝４５°、φ＝＋４５°、φ＝－４５°、φ＝４５°である。

【0091】

図２０は、実施例４及び実施例２－２に係る光学素子の、明るさと極角との関係を示すグラフである。図２０に示すように、実施例４に係る光学素子１０Ｃを有する表示装置１００は、実施例２－２に係る光学素子１０Ａを有する表示装置１００とほぼ同等の明るさの極角依存性を示す。すなわち、実施例４では正の極角θ側（例えば極角θ＝５０°）での明るさが、負の極角θ側（例えば極角θ＝－５０°）に比べて抑制される。また、実施例４は、高極角側（極角θ＝－５０°以下）で、実施例２－２に比べてわずかに明るくなる。

【0092】

図２１は、実施例４に係る表示装置の、明るさの視野角依存性を示す図である。図２１に示すように、実施例４に係る表示装置では、上述した実施例２－２（図１２）と同様に、極角θ＝０°を通り第２方向Ｄｙに平行な基準線に対して、右側（方位角φ＝０°側）で明るさが抑制され、左側（方位角φ＝１８０°側）で明るさが向上する。また、実施例４に係る表示装置では、最も暗い領域が方位角φ＝６°に配置される。

【0093】

このように、第１偏光板２１及び複数の第１液晶フィルム１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）と、第２偏光板２２及び第２液晶フィルム１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）と、の平面視での配向関係を調整することで、明るさが抑制される方位角φを調整することができる。

【0094】

なお、図１８、図１９に示す各層の方位角φは、あくまで一例であり、適宜変更することができる。また、第４実施形態及び実施例４では、３層の第１液晶フィルム１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）及び３層の第２液晶フィルム１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）を有する例について説明したが、これに限定されない。第４実施形態の構成は、上述した第１実施形態、第２実施形態の各実施例及び第３実施形態と組み合わせることができる。

【0095】

（第５実施形態）
図２２は、第５実施形態に係る光学素子の、液晶フィルムの液晶分子の配向を説明するための説明図である。図２２に示すように、第５実施形態に係る光学素子１０Ｄにおいて、第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２は、円盤状の液晶分子１４（ディスコティック液晶分子）を有する。第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２は、それぞれ円盤状の液晶分子１４が第３方向Ｄｚに沿ってハイブリッド配向された状態で固定化されている。

【0096】

液晶分子１４は、屈折率異方性を有し、液晶分子１３の長軸ＬＡに沿った方向の屈折率ｎｙ（＝ｎｅ）は、長軸ＬＡに直交する方向の屈折率ｎｘ、ｎｚ（ｎｘ＝ｎｚ（＝ｎｏ））と異なる。本実施形態では、屈折率ｎｘは液晶分子１３の面内方向の屈折率であり、屈折率ｎｚは液晶分子１３の法線方向の屈折率である。

【0097】

第５実施形態では、円盤状の液晶分子１４を有する第１液晶フィルム１１及び第２液晶フィルム１２を用いた場合であっても、上述した各実施形態と同様に、特定の方向で光の透過を抑制することができる。また、第５実施形態の構成は、上述した各実施形態及び各実施例と組み合わせることができる。

【0098】

（変形例）
光学素子１０と表示パネル５０との積層構造や、表示パネル５０の種類は、図１にて上述した構成に限定されない。図２３は、第１変形例に係る表示装置を模式的に示す断面図である。図２３に示すように第１変形例に係る表示装置１００Ａにおいて、光学素子１０は、表示パネル５０の表示面側に配置される。すなわち、第３方向Ｄｚで、照明装置６０、第３偏光板２３、表示パネル５０、光学素子１０の順に積層される。

【0099】

第１変形例に係る表示装置１００Ａにおいて、表示パネル５０からの表示光は、光学素子１０に入射する。光学素子１０は、表示パネル５０から入射された光の視野角依存性を調整して、特定の方向で光の透過を抑制する。これにより、表示装置１００Ａは、特定の方向で明るさが抑制された画像を表示する。

【0100】

また、第１変形例では、光学素子１０の第２偏光板２２は、表示パネル５０の表示面側の偏光板と共用される。すなわち、表示パネル５０と、光学素子１０の第２液晶フィルム１２との間には、１つの第２偏光板２２が配置される。これにより、表示パネル５０の表示面側に第２偏光板２２とは別の偏光板が設けられた構成に比べて、光の透過率を向上させることができる。

【0101】

図２４は、第２変形例に係る表示装置を模式的に示す断面図である。図２４に示すように、第２変形例に係る表示装置１００Ｂにおいて、光学素子１０は、第３方向Ｄｚで、照明装置６０と表示パネル５０との間に配置される。表示パネル５０の背面側（光学素子１０側）には第４偏光板２４及び偏光回転素子３０が設けられる。言い換えると、偏光回転素子３０は、第３方向Ｄｚで、表示パネル５０の第４偏光板２４と、光学素子１０の第１偏光板２１との間に設けられる。

【0102】

偏光回転素子３０は、例えばλ／２の位相差を有する複屈折フィルムである。表示パネル５０の第４偏光板２４の吸収軸と、光学素子１０の第１偏光板２１の吸収軸とが、非平行で配置されている場合、偏光回転素子３０により光の利用効率の低下を抑制することができる。偏光回転素子３０は、平面視で、表示パネル５０の第４偏光板２４の吸収軸と、光学素子１０の第１偏光板２１の吸収軸との中間に遅相軸が配置される。

【0103】

図２５は、第３変形例に係る表示装置を模式的に示す断面図である。図２５に示すように、第３変形例に係る表示装置１００Ｃにおいて、表示パネル５０Ａは、有機ＥＬ表示パネル（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）である。表示パネル５０Ａは、自発光型の表示パネルであり、表示装置１００Ｃは、照明装置６０を有さない。また、第３変形例では、光学素子１０は、表示パネル５０Ａの表示面側に配置される。

【0104】

上述した例では、液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネルを示したが、これに限定されず、無機ＥＬ表示パネル（マイクロＬＥＤ、ミニＬＥＤ）、或いは、電気泳動型表示パネル（ＥＰＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ）であってもよい。

【0105】

以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。上述した各実施形態及び各変形例の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。

【符号の説明】

【0106】

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 光学素子
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 第１液晶フィルム
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 第２液晶フィルム
１３、１４ 液晶分子
２１ 第１偏光板
２２ 第２偏光板
２３ 第３偏光板
２４ 第４偏光板
３０ 偏光回転素子
５０、５０Ａ 表示パネル
６０ 照明装置
７０ 制御回路
１００ 表示装置
ＡＸ１ 第１吸収軸
ＡＸ２ 第２吸収軸
ＨＸ１ 第１配向方向
ＨＸ２ 第２配向方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】