JP2007256682A - 視野角制御表示装置及びその制御方法並びにこれを備えた端末機 - Google Patents

Abstract

【課題】 視認角度範囲を十分に変えることができる表示装置を提供する。
【解決手段】 バックライト上に表示パネル１１と補償パネル１４とを積層する。補償パネル１４は、液晶層に電圧が印加できる複数の補償セグメント１５を有している。上方の偏光板１６Ａの透過軸１８と補償パネル１４内の液晶配向方向とが一致しているために、補償セグメント１５に電圧を印加しても正面画像に影響を与えずに、斜め方向の輝度を変えることができる。更に、補償セグメント１５と表示パネル１１の表示画素１７との干渉のために、斜め方向から視認した場合にモアレ縞が発生する。このため、斜め方向からの視認は更に妨げられる。また、補償パネル１４に電圧を印加しない場合には、斜め方向からも通常の表示パネル１１の画像が見ることができる。以上のようにして、補償パネル１４のオンオフ動作により、斜め方向からの視認性をコントロールすることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、視認性角度範囲を変えられる視野角制御表示装置（以下、単に「表示装置」という。）、及びこれを備えた端末機に関する。

近年の技術の発展に伴い、広い角度範囲で視認可能な液晶表示装置（以下「ＬＣＤ」という。）が実用化されている。一方で、ＬＣＤを搭載した携帯情報端末の普及も進んでいる。このような携帯情報端末では、得られた情報を他人と共有して眺める際に広い角度で視認可能なことが望まれる。一方で、携帯情報端末では、他人から画面を覗かれることを嫌う場合もある。したがって、使用状況に応じて、視認性角度範囲が広い場合と狭い場合とが必要である。

以上の要求を満たすＬＣＤとして、例えば非特許文献１に記載がある。まず、図１８を用いて、非特許文献１における表示装置の構成と動作を説明する。

表示装置１００は、画素アレイを有する表示パネル１０１とスイッチングパネル１０２との積層構造が、偏光板１０６Ａ，１０６Ｂ間に配置されたものである。表示パネル１０１は、通常の液晶パネルでよく、カラーフィルタ層１０３を有していてもよい。スイッチングパネル１０２は、透明電極１３０ａ，１３０ｂをそれぞれ有する二枚のガラス基板１２９ａ，１２９ｂを液晶層１２６Ａを介して対向させたものである。液晶層１２６Ａは、初期にガラス基板１２９ａ，１２９ｂに平行に配向させたものでも、又は垂直に配向させたものでもよい。ここでは、初期に液晶をガラス基板１２９ａ，１２９ｂに平行に配向させたものとして示している。

図１８［１］は、スイッチングパネル１０２の透明電極１３０ａ，１３０ｂ間に電圧を印加していない場合である。一方、図１８［２］は、スイッチングパネル１０２の透明電極１３０ａ，１３０ｂ間に電圧を印加した場合であり、スイッチングパネル１０２の液晶を傾けて示している。上下に配置した偏光板１０６Ａ，１０６Ｂの透過軸１０８Ａ，１０８Ｂは、互いに直交している。上方の偏光板１０６Ａの透過軸１０８Ａは、スイッチングパネル１０２の初期の液晶配向方向と一致している。図１８では、この方向をＹ軸方向として示している。

通常のＬＣＤと同様に、表示装置１００はバックライト（図示せず）からの光により照明される。バックライト光は、表示装置１００に対して様々な角度から入射するが、大部分は下方から上方へ通過していく。表示装置１００の正面輝度は、表示パネル１０１のもたらす表示状態で決まる。図１８［１］の状態でも図１８［２］の状態でも、表示装置１００の正面輝度は変化を受けない。これは、スイッチングパネル１０２の液晶配向方向と上方の偏光板１０６Ａの透過軸１０８Ａ方向とが、一致しているために生じる。一方、斜めから入射したバックライト光は事情が異なる。これを説明するために図１８に示すような直交座標系をとる。パネル法線方向をＺ軸、上方偏光板の透過軸方向をＹ軸、これらに直交する方位をＸ軸とする。

バックライト光の入射面がＸ−Ｚ面にある場合を説明する。この場合、図１８［１］，［２］の透過率は異なる。これについて、入射角を横軸に輝度を縦軸にとったものを図１９［１］に示す。以上のように、スイッチングパネル１０２への電圧有無により、斜め方向から見込んだ場合の輝度が調整できることが分かる。一方、バックライト光の入射面がＹ−Ｚ面にある場合には、図１９［２］に示すように、図１８［１］，［２］でほとんど輝度変化が生じないことがわかる。

したがって、正面観察者はスイッチングパネル１０２のオンオフによる輝度変化を感じることがない。一方、斜めからの観察者がＸ−Ｚ面内のある角度から見込んだ場合には、スイッチングパネル１０２のオン時に輝度が低く、スイッチングパネル１０２のオフ時に輝度が高く感じる。以上のように、スイッチングパネル１０２のオンオフ動作により、視認できる角度範囲を変えることができる。

ＩＤＭＣ（International Display Manufacturing Conference）２００５ ｐｐ．８０５−８０６

しかしながら、非特許文献１に開示された表示装置には、次のような問題がある。

斜め見込み時のオンオフに対応する輝度変化を大きく取ることができない。ある入射角θでのスイッチングパネルのオン時の輝度をＢ_ON（θ）、オフ時の輝度をＢ_OFF（θ）とする。これを図１９［１］に示している。θ〜３０°程度で、この比をおおよそ１／３程度までしか取ることができない。オフ時の輝度が十分に低減できないため、通常の使用形態では斜め方向から表示画面を視認することが容易に可能である。以上のように、非特許文献１の表示装置では実用上の性能が不十分であった。

そこで、本発明の目的は、視認角度範囲を十分に変えることができる表示装置を提供することにある。

本発明に係る表示装置は、画像を形成する表示パネルと、表示パネルで形成された画像を透過させる液晶層を有するとともに液晶層に印加する電圧によって画像に対する視野角を変える補償手段と、を備えたものである。そして、補償手段は、液晶層を分割する複数の補償セグメントを有し、各補償セグメントごとに液晶層に異なる電圧を印加して光の透過率の周期的な分布を形成することにより、画像にモアレ縞を付与する機能を有する。例えば、補償手段は、液晶層を有する補償パネルと、補償パネルに積層される偏光板とに分けられる。

従来は、斜め方向の輝度を低下させることにより、斜め方向からの視認を防いでいた。しかし、輝度が低下するだけでは、薄いながらも画像が見えることになる。そこで、本発明では、斜め方向において輝度が低下する部分と低下しない部分とを形成する、すなわち光の透過率の周期的な分布を形成する。これにより、表示パネルが本来有する光の透過率の周期的な分布と重なり合って、斜め方向のみから視認されるモアレ縞が発生する。

なお、モアレとは、干渉縞ともいい、規則正しい繰り返し模様を複数重ね合わせたときに、それらの周期のずれにより視覚的に発生する縞模様のことである。モアレそのものも周期を持ち、この周期は元になる模様の周期の組み合わせで決まる。物理学的にいえば、モアレとは、二つの空間周波数のうなり現象といえる。

換言すると、本発明は次のように構成することができる。

第１の発明は、表示パネルと少なくとも一つの補償パネルとの積層構造を有し、補償パネルの動作により、斜め見込み時にモアレ縞を生じさせて視認を妨げる表示装置である。第１の発明を用いることにより、斜め方向からのみ視認できるモアレ縞を発生させて、斜め方向からの視認を妨げることができる。この際に、補償パネルの動作に関係なく、正面の表示輝度は変化しない。

第２の発明は、画面内が、異なるモアレ縞発生方向又はモアレ縞間隔を有する領域から構成される第１の発明の表示装置である。第２の発明を用いることにより、画面内に複雑なモアレ縞を表示させることができ、より一層斜め見込み時の視認を妨げることができる。

第３の発明は、画面内のモアレ縞発生方向又はモアレ縞間隔又はモアレ振幅が時間とともに変化することを特徴とする第１又は第２の発明の表示装置である。第３の発明を用いることにより、画面内に時間的に変化するモアレ縞を発生させて、斜め見込み時の視認を妨げることができる。

第４の発明は、少なくとも一つのモアレ縞周期が、表示パネル画素の二倍以上であることを特徴とする第１〜第３の発明の表示装置である。第４の発明を用いることにより、実用的な大きさのモアレ縞を作り出すことができ、斜め見込み時の視認を妨げることができる。

第５の発明は、補償パネルを二枚以上有し、各補償パネルに印加する電圧を制御することにより、モアレ縞発生方向又はモアレ縞間隔を時間とともに変化させることを特徴とする第１〜第４の発明の表示装置である。第５の発明を用いることにより、自在なモアレ縞パターンを作成し、より斜め見込み時の視認を妨げることができる。

第６の発明は、補償パネルが、相異なる電界が印加される複数の液晶領域からなることを特徴とする第１〜第５の発明の表示装置である。第７の発明は、補償パネルが、電圧無印加時又は電圧印加時に配向状態の異なる複数の液晶配向領域からなる第１〜第５の発明の表示装置である。

第８の発明は、表示パネルが自発光型又は反射型の表示パネルであり、補償パネルが表示パネル上に積層されたことを特徴とする第１〜第７の発明の表示装置である。第９の発明は、表示パネルが透過型又は半透過型の表示パネルであり、補償パネルが表示パネルと面光源との間に配置されたことを特徴とする第１〜第７の発明の表示装置である。

本発明に係る表示装置によれば、表示パネルで形成された画像に対して、複数の補償セグメントによって光の透過率の周期的な分布を重畳させることにより、斜め方向のみから視認されるモアレ縞を発生できるので、斜め方向からの視認をより確実に防ぐことができる。したがって、視認角度範囲を十分に変えることができる表示装置を提供できる。

図１及び図２は本発明に係る表示装置の第一実施形態を示す概略断面図であり、図１［１］は第一例、図１［２］は第二例、図２［１］は第三例、図２［２］は第四例である。以下、これらの図面に基づき説明する。

表示装置１０は、表示画素アレイを有する表示パネル１１と補償パネル１４との積層構造が、偏光板１６Ａ，１６Ｂ間に挿入されたものである。補償パネル１４は、二枚の透明基板間に液晶を挟持して成り、斜め見込み時にモアレ縞を生じさせて視認を妨げるように動作する。また、補償パネル１４は、複数の補償セグメント１５を有し、これらの補償セグメント１５に対して個別に電圧を印加できる手段を有している。表示パネル１１は、二枚の透明基板間に液晶を挟持して成り、表示画素１７ごとに複数色のいずれかのカラーフィルタが設けられている。

図示しないバックライト上に表示パネル１１と補償パネル１４とを積層する。補償パネル１４は、液晶層に電圧が印加できる複数の補償セグメント１５を有している。上方の偏光板１６Ａの透過軸１８と補償パネル１４内の液晶配向方向とが一致しているために、補償セグメント１５に電圧を印加しても正面画像に影響を与えずに、斜め方向の輝度を変えることができる。更に、補償セグメント１５と表示パネル１１の表示画素１７との干渉のために、斜め方向から視認した場合にモアレ縞が発生する。このため、斜め方向からの視認は更に妨げられる。また、補償パネル１４に電圧を印加しない場合には、斜め方向からも通常の表示パネル１１の画像が見ることができる。以上のようにして、補償パネル１４のオンオフ動作により、斜め方向からの視認性をコントロールすることができる。

偏光板は、図１［１］に示すように二枚（偏光板１６Ａ，１６Ｂ）で構成することも、図１［２］に示すように三枚（偏光板１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ）で構成することも可能である。また、図２［１］［２］に示すように、表示パネル１１と補償パネル１４の積層順序を変えることも可能である。

図３及び図４は図１［１］の表示装置の動作を説明するための概略断面図であり、図３［１］は第一の構成における電圧非印加時、図３［２］は第一の構成における電圧印加時、図４［１］は第二の構成における電圧非印加時、図４［２］は第二の構成における電圧印加時である。以下、これらの図面に基づき、表示装置１０の動作を更に詳しく説明する。

補償パネル１４の各補償セグメント１５は、初期に垂直配向した液晶層を有している。図３［１］では、全ての補償セグメント１５に電圧を印加していない場合を示している。図３［２］では、一つ置きの補償セグメント１５に電圧を印加している。上方の偏光板１６Ａの透過軸１８はＹ方向に設定している。電圧印加した際に、補償セグメント１５内の液晶はＹ−Ｚ平面内で傾く。

図３［２］を用いて説明する。電圧印加した補償セグメント１５では、液晶の傾き方向と偏光板１６Ａの透過軸１８の方向との関係より、補償セグメント１５の電圧有無に係わらず正面輝度は変化しない。一方、Ｘ−Ｚ面に入射した斜め入射光は、透過率変化が生じる。この事情は、既に図１８及び図１９を用いて説明した。しかし、既に説明したように補償セグメント１５のオンオフ間の輝度変化が小さいため、それだけでは実用的な視野角制御表示とはならない。

一方、補償セグメント１５は周期的にオンオフ状態にある。このオンオフ周期は、正面から観察しても認識することができないが、斜め方向から観察すれば認識することが可能である。例えば図１９［１］で言えば、入射角θから観察すると、Ｂ_ON（θ）の暗部とＢ_OFF（θ）の明部とが交互に分布した模様を見ることができる。

他方、表示パネル１５は、画素周期の透過率分布を有している。又は、表示パネル１５は、カラーフィルタを有する場合には、このカラーフィルタ周期での透過率分布を有している。このため、補償セグメント１５を周期的にオンオフさせることにより、表示パネル１１の透過率分布の周期と干渉を引き起こす。これは、通常「モアレ縞」と呼ばれる。この新たに発生したモアレ縞は、斜め方向からの観察では視認できるが、正面方向からは視認できないという特徴を有している。

以上のようにして、表示装置１０によれば、図１８及び図１９で説明した斜め見込み時の輝度変化以外に、モアレ縞も発生させることができる。このため、輝度変化比が大きくなくとも、モアレ縞が新たに重畳されるため、斜め見込み時の視認性は大幅に低下する。

以上、図３に示す垂直配向液晶を有する補償パネル１４について説明した。同様の効果は、図４に示す平行配向液晶でも得られる。この際、上方の偏光板１６Ａの透過軸１８の方向（Ｙ方向）と液晶の配向方向とは、一致させておく。補償セグメント１５に電圧を印加すると、液晶はＹ−Ｚ面内で回転して立ち上がり、同様の効果が得られる。

図５は、本発明に係る表示装置の第二実施形態を示す補償パネルの平面図である。以下、この図面に基づき説明する。なお、本実施形態における補償パネル以外の構成は、第一実施形態と同じであるので、図示を省略する。

本実施形態の表示装置は、第一実施形態と比較して、補償パネル２０が異なる。つまり、補償パネル２０は、異なるモアレ縞発生方向を有する複数の領域、又は異なるモアレ縞間隔を有する複数の領域から構成される。その結果、斜め方向の輝度変化のみならずモアレ縞を重畳することができ、視認性を低下させることができる。具体的には、図５に示すように、補償パネル２０面内の補償セグメントの配置により、より視認性を低下させることができる。

図５では、補償パネル２０の左半面が縦列構成の補償セグメント群２１から成り、補償パネル２０の右半面が横行構成の補償セグメント群２２からなる。このような面内で方向が異なる補償セグメントを使用すれば、表示パネルと組み合わせた場合に生じるモアレ縞方向は表示画面の左半面と右半面で異なる。図５では、補償セグメント方向が二方向の場合を示したが、より多くの方向の異なる領域に分割することも可能である。また、図５では補償セグメントを矩形形状で示したが、曲線で囲まれた形状にして画面内のモアレ縞方向を変化させることもできる。更に、図５の左半面と右半面の補償セグメントの幅を変えることも可能である。この場合には、斜めから見込んだ場合の左半面と右半面のモアレ縞周期が異なる。

以上のように補償セグメント配置を複雑に構成することによって、表示画面を斜め方向から見込んだ場合に生じるモアレ縞方向やモアレ縞周期を画面内で変えることができる。このため、単一周期かつ単一方向のモアレ縞が生じている場合と比較して、より複雑なモアレ縞パターンを生成することが可能となる。以上のような複雑なモアレ縞パターンが表示画面に重畳されるため、更に斜め方向からの視認性が低下するので、視野角制御性能を向上させることができる。

図６乃至図８は本発明に係る表示装置の第三実施形態を示す補償パネルの平面図であり、図６は第一例であり、図７は第二例であり、図８は第三例である。以下、この図面に基づき説明する。なお、本実施形態における補償パネル以外の構成は、第一実施形態と同じであるので、図示を省略する。

本実施形態の表示装置は、画面内のモアレ縞発生方向又はモアレ縞間隔又はモアレ振幅が、時間とともに変化することを特徴とする。また、モアレ縞を時間的に変えて、より複雑なモアレ縞を表示画面に重畳することも可能である。

第一例（図６）の補償パネル１４では、縦列の補償セグメント１５に対して特定の時系列パターンで電圧を印加する。時刻Ｔ１，Ｔ２では、補償セグメント１５への周期的電圧印加パターンが空間的に逆位相関係になっている。このため、斜め見込み時の発生するモアレ縞パターンも、時系列的に変化することとなる。

第二例（図７）の補償パネル１４では、補償セグメント１５に対して第一例よりも複雑な時系列パターンで電圧を印加する。時刻Ｔ１，Ｔ２で補償パネル１４に生じるパターン周期が異なるため、斜め見込み時のモアレ縞周期が時系列で変化することとなる。

第三例（図８）の補償パネル３０を用いることも可能である。補償パネル３０では、二種類の補償セグメント電極群３１，３２が液晶層を介して重複して配置されている。つまり、共通電極をセグメント化して補償セグメント電極群３２としている。補償セグメント電極群３１を構成する補償セグメント電極３３及び補償セグメント電極群３２を構成する補償セグメント電極３４はそれぞれストライブ状に複数設けられ、補償セグメント電極３３と補償セグメント電極３４とは直交している。

例えば、補償セグメント電極群３１，３２のどちらか一方に電圧を印加する場合は、他方を共通電極として機能させる。ここで、初期の時刻に補償セグメント電極群３１に空間周期的な電圧印加パターンを作成し、次の時刻に補償セグメント電極群３２に空間周期的な電圧印加パターンを作成する。これにより、時系列で、補償パネル３０の透過率の空間周期方向が変化する。このため、斜め見込み時のモアレ縞方向も時系列で変化する。

以上のように、モアレ縞の位相、周期、方向を時間的に変えて、より複雑な斜め見込み時の表示画面を生成することが可能である。このため、モアレ縞パターンが変化しない場合と比較して、斜め見込み時の視認性がより低下するので、視角制御性能を向上させることができる。

次に、本発明に係る表示装置の第四実施形態について説明する。

本実施形態の表示装置は、少なくとも一つのモアレ縞周期が、表示パネル画素周期以上であることを特徴とする。モアレ縞を発生させて視認性を低下させるためには、モアレ縞周期が画素周期より大きい必要がある。これを以下で説明する。表示画面の輝度は、表示パネル面の透過率分布にモアレ縞による透過率分布が重畳されたものとなる。もし、モアレ縞周期が画素周期より小さければ、モアレ縞周期による透過率変動は画素内で平均化されてしまう。この場合、ある画素の平均透過率と隣の画素の平均透過率とで、大きな差は期待できない。したがって、モアレ縞が画素周期より大きい場合に、初めて視認性の低下が期待できる。

表示パネルの画素ピッチをＰ、補償パネルに生成される空間的電圧パターン周期をＣとする。この場合には、表示パネルの空間的な波数は１／Ｐ、補償パネルの空間的な波数は１／Ｃとなる。両者が重畳した場合のモアレ端数は、│１／Ｐ−１／Ｃ│となる。したがって、モアレ周期は、ＰＣ／│Ｃ−Ｐ│で与えられる。なぜなら、モアレとは二つの空間周波数のうなり現象といえるからである。

これから、表示パネルの画素ピッチが１５０μｍで補償パネルの補償セグメント周期が５０μｍの場合には、モアレ周期は７５μｍとなることが分かる。この場合には、モアレ周期が画素ピッチ以下であるので、画素内でモアレ縞による透過率変動が平均化されてしまうために不適である。

一方、画素ピッチが１５０μｍで補償セグメント周期が１００μｍの場合、モアレ周期は０．３ｍｍ程度となる。この場合、モアレ縞周期を肉眼で確認できる最小値となる。この場合にも、本実施形態の効果が期待できる。

更に、画素ピッチが１５０μｍで補償セグメント周期が１５１μｍの場合、モアレ周期は２２．６５ｍｍ程度となる。この場合にも、モアレ縞周期による視認性阻害の効果が期待できる。

一方、画素ピッチが１５０μｍで補償セグメント周期が１５０．１μｍの場合には、モアレ周期は２２５ｍｍ程度となる。この場合には、モアレ縞周期が長くなり過ぎることが分かる。しかし、この場合においても効果が期待できる場合がある。表示パネルに表示させている表示対象がモアレ周期の半分程度の大きさの場合には、表示対象とモアレ縞の重畳により、視認阻害を引き起こすことができる。すなわち、この例では１１０ｍｍ程度の表示対象を表示させる場合に有効である。

なお、端末画面上のテキスト画面に対して第三者からの覗き見を防止したい場合には、表示しているテキスト画面のフォントサイズに応じて、モアレ縞間隔を選択することが有効である。

図９は、本発明に係る表示装置の第五実施形態を示す分解斜視図である。以下、この図面に基づき説明する。なお、本実施形態において、第一実施形態と同じ構成は、図示を省略する。

本実施形態の表示装置は、補償パネル１４Ａ，１４Ｂを二枚（又はそれ以上）有し、各補償パネル１４Ａ，１４Ｂに印加する電圧を制御することにより、モアレ縞発生方向又はモアレ縞間隔を時間とともに変化させることを特徴とする。

補償パネル１４Ａ，１４Ｂは、それぞれ液晶パネルから構成される。各補償パネル１４Ａ，１４Ｂは、互いに異なる補償セグメント１５Ａ，１５Ｂのパターンを有している。補償セグメント１５Ａ，１５Ｂは、両者が互いに直交するように配置してある。このため、電圧を印加する場合には、補償パネル１４Ａのみ、補償パネル１４Ｂのみ、補償パネル１４Ａ，１４Ｂの両方、と三つの選択肢が存在する。この三つの状態に応じて、異なるモアレ縞パターンが生じる。本実施形態では、三つの選択肢のいずれかに時系列的に変えることにより、モアレ縞の発生方向を変えることができる。また、補償セグメント１５Ａ，１５Ｂの周期構造を変えることにより、時系列で発生するモアレ縞周期も変えることができる。

以上のように、より複雑なモアレ縞変化を時系列で発生させて、斜めからの観察者の視認を妨害することができる。

図１０は、本発明に係る表示装置の第六実施形態を示す概略断面図である。以下、この図面に基づき説明する。

本実施形態は、第一実施形態における補償パネルを更に具体化した一例である。本実施形態における補償パネル１４は、二枚の透明基板１４４，１４５間に液晶層１４１を挟持した構造であり、相異なる電界が印加される複数の液晶領域から成ることを特徴とする。透明基板１４４の液晶層１４１側にはストライプ状の補償セグメント電極１４２が一定の間隙を空けて複数本設けられ、透明基板１４５の液晶層１４１側にはシート状の共通電極１４３が一枚設けられている。このように、補償パネル１４は、異なる電圧を印加できる構造を備えた液晶パネルである。

ここで、補償セグメント電極１４２にオン電圧を印加すると、その上の液晶分子は立ち上がるので、補償セグメント１５_ONのようになる。このとき、補償セグメント電極１４２の無い箇所では、液晶分子が立ち上がらないので、補償セグメント１５_OFFのようになる。これにより、補償パネル１４に透過率の分布が発生し、これと表示パネル１１の透過率の分布とが重なってモアレ縞が形成される。

図１１は、本発明に係る表示装置の第七実施形態を示す概略断面図である。以下、この図面に基づき説明する。

本実施形態は、第一実施形態における補償パネルを更に具体化した一例である。本実施形態における補償パネル１４は、二枚の透明基板１４４，１４５間に液晶層１４１を挟持した構造であり、電圧無印加時又は電圧印加時に配向状態の異なる複数の液晶配向領域から成ることを特徴とする。透明基板１４４の液晶層１４１側にはストライプ状の補償セグメント電極１４２が複数本設けられ、透明基板１４５の液晶層１４１側にはシート状の共通電極１４３が一枚設けられている。補償セグメント１５１と補償セグメント１５２との液晶層には同一の電圧が印加される。しかし、各補償セグメント１５１，１５２内の電圧印加時の液晶配向が異なるため、モアレ縞を生じさせることができる。

図１２は、本発明に係る表示装置の第八実施形態を示す概略断面図である。以下、この図面に基づき説明する。

本実施形態の表示装置４０は、第一実施形態における表示パネルに代えて自反射型表示パネル４１（例えば有機ＥＬ表示パネル）を用いたものであり、自反射型表示パネル４１の上に補償パネル１４が積層されている。前述の実施形態では、表示パネルとして透過型液晶パネルを例に説明している。しかし、本発明は、自発光型表示パネル４１にも適用することができる。自発光型表示パネル４１でも画素区画を有しているため、補償パネル１４が周期的パターンを有する場合には同様のモアレ縞効果が生じる。

図１３は本発明に係る表示装置の第九実施形態を示す概略断面図であり、図１３［１］は第一例であり、図１３［２］は第二例である。以下、この図面に基づき説明する。

本実施形態の表示装置５０は、第一実施形態における表示パネルに代えて反射型表示パネル５１（例えば反射型液晶パネル）を用いたものであり、反射型表示パネル５１の上に補償パネル１４が積層されている。前述の実施形態では、表示パネルとして透過型液晶パネルを例に説明している。しかし、本発明は、反射型表示パネル５１にも適用することができる。透過型と反射型とは、光源が異なるだけであり、本発明の特徴となる構成は同じである。なお、第一例（図１３［１］）では補償パネル１４と反射型表示パネル５１との間に偏光板１６Ｃが設けられており、第二例（図１３［２］）ではこれが無い。なお、本発明における表示パネルは、透過型液晶パネルや反射型液晶パネルに限らず、半透過型液晶パネルも用いることもできる。

図１４は、本発明に係る表示装置の第十実施形態を示す概略断面図である。以下、この図面に基づき説明する。

本実施形態の表示装置６０は、表示パネル６１として横電界駆動型の透過型液晶パネルを用いている。表示パネル６１は、ＴＦＴアレイ基板６２とカラーフィルタ基板６７とを液晶層６５を介して対向させたものである。ＴＦＴアレイ基板６２の各画素には、液晶層６５に横電界を供給するための共通電極６４と画素電極６３とが配置されている。更に、偏光板１６Ｃ，１６Ｂが表示パネル６１の上下に配置されている。偏光板１６Ｃ，１６Ｂの透過軸１８Ｃ，１８Ｂは相互に直交している。偏光板１６Ｃの上方に補償パネル１４が配置されており、補償パネル１４の上に偏光板１６Ａが配置されている。

補償パネル１４は、二枚の透明基板１４４，１４５間に液晶層１４１を挟持した構造であり、相異なる電界が印加される複数の液晶領域から成ることを特徴とする。透明基板１４４の液晶層１４１側にはストライプ状の補償セグメント電極１４２が一定の間隙を空けて複数本設けられ、透明基板１４５の液晶層１４１側にはシート状の共通電極１４３が一枚設けられている。このように、補償パネル１４は、異なる電圧を印加できる構造を備えた液晶パネルである。

ここで、補償セグメント電極１４２にオン電圧を印加すると、その上の液晶分子は立ち上がるので、補償セグメント１５_ONのようになる。このとき、補償セグメント電極１４２の無い箇所では、液晶分子が立ち上がらないので、補償セグメント１５_OFFのようになる。これにより、補償パネル１４に透過率の分布が発生し、これと表示パネル６１の透過率の分布とが重なってモアレ縞が形成される。

補償パネル１４は、通常の液晶パネルの製造方法に基づいて作成される。補償パネル１４内の液晶は、電圧無印加時に補償パネル１４の基板面に平行に配向している。また、補償パネル１４には複数の透明電極パターン（補償セグメント電極１４２）が配置されている。換言すると、補償パネル１４は、電圧が印加される液晶層（補償セグメント１５_ON）と電圧が印加されない液晶層（補償セグメント１５_OFF）との二種類から成っている。したがって。補償パネル１４には、電圧印加の有無の一組の液晶層（補償セグメント１５_ON及び補償セグメント１５_OFF）によって、一周期のパターンが形成される。一方、表示パネル６１には、カラーフィルタ配列で決まる画素周期と、ブラックマトリクス周期で決まるサブ画素周期とが存在する。このため、斜め見込み時には、「補償パターン周期−画素周期」及び「補償パターン周期−サブ画素周期」の二種類のモアレ縞が生じることとなる。

図１５は、本発明に係る表示装置の第十一実施形態を示す概略断面図である。以下、この図面に基づき説明する。

本実施形態においては、図１４の第十実施形態において補償パネルを変更している。補償パネル１４内には、補償セグメント１５１と補償セグメント１５２とが交互に並んでいる。ある時刻で、補償セグメント１５１に電圧を印加し、補償セグメント１５２に電圧を印加しない。これにより、補償パネル１４内に透過率の周期的な分布を生じさせる。そして、別の時刻において、補償セグメント１５２に電圧を印加し、補償セグメント１５１に電圧を印加しない。このため、補償パネル１４内の周期分布は位相を１８０度進めたこととなる。この補償パネル１４内への電圧供給を、例えば１秒毎に切り替えることにより、１秒毎に切り替わるモアレ縞を生成することができる。

観察者が表示パネル６１に表示された情報を斜め方向から読み取ろうとする際に、重畳するモアレ縞も観察することとなる。本実施形態では、このモアレ縞は１秒間隔で切り替わるので、斜め方向からの読み取りを著しく困難なものにする。

図１６は、本発明に係る表示装置の第十二実施形態における補償パネルを示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。

本実施形態の断面構造は、図１５の第十一実施形態と同じである。しかし、補償パネル内の補償セグメント１５１，１５２の形状及び配置は、図１６のようになっている。補償セグメント１５１，１５２は、同心円形状を有する透明電極パターンより成る。ある時刻には、補償セグメント１５１に電圧が印加され、補償セグメント１５２には電圧が印加されない。別の時刻には、補償セグメント１５２に電圧が印加され、補償セグメント１５１には電圧が印加されない。

いずれにしても、同心円状のモアレパターンが生じることとなる。このため、画面内でのモアレ縞方向が単一ではなく、複雑な同心円状のモアレ縞が得られる。また、時刻により電圧を印加する補償セグメント１５１，１５２を切り替えるため、モアレ縞位相が動くこととなる。以上のようにして、単純な電極パターン構成により、面内で方向が時間的に変化しかつ位相が時間的に変化するモアレ縞パターンが得られる。

図１７は、本発明に係る端末機の一実施形態を示す斜視図である。以下、この図面に基づき説明する。

本実施形態の端末機７０は、図１５の表示装置６０と、キーボード、マイクロコンピュータ等から成る本体部７１と、を備えている。表示装置６０と本体部７１とは、相互に無線又は有線で通信することができる。表示装置６０を端末機７０に搭載することにより、秘匿情報を表示する際に補償パネルを動作させて、端末使用者以外の者からの画像の視認を妨ぐことができる。なお、端末機７０としては、ＡＴＭ機やＥＷＳのような固定機でも、携帯情報端末や携帯電話のような携帯機でもかまわない。

換言すると、第一乃至第十二実施形態のいずれかの表示装置を端末機に組み込むことにより、状況に応じて斜め方向からの視認性を制御できる機能が得られる。これにより、公共の場や移動体内においても、秘匿情報を閲覧することが可能となる。

本発明に係る表示装置の第一実施形態を示す概略断面図であり、図１［１］は第一例、図１［２］は第二例である。 本発明に係る表示装置の第一実施形態を示す概略断面図であり、図２［１］は第三例、図２［２］は第四例である。 図１［１］の表示装置の動作を説明するための概略断面図であり、図３［１］は第一の構成における電圧非印加時、図３［２］は第一の構成における電圧印加時である。 図１［１］の表示装置の動作を説明するための概略断面図であり、図４［１］は第二の構成における電圧非印加時、図４［２］は第二の構成における電圧印加時である。 本発明に係る表示装置の第二実施形態を示す補償パネルの平面図である。 本発明に係る表示装置の第三実施形態（第一例）を示す補償パネルの平面図である。 本発明に係る表示装置の第三実施形態（第二例）を示す補償パネルの平面図である。 本発明に係る表示装置の第三実施形態（第三例）を示す補償パネルの平面図である。 本発明に係る表示装置の第五実施形態を示す分解斜視図である。 本発明に係る表示装置の第六実施形態を示す概略断面図である。 本発明に係る表示装置の第七実施形態を示す概略断面図である。 本発明に係る表示装置の第八実施形態を示す概略断面図である。 本発明に係る表示装置の第九実施形態を示す概略断面図であり、図１３［１］は第一例、図１３［２］は第二例である。 本発明に係る表示装置の第十実施形態を示す概略断面図である。 本発明に係る表示装置の第十一実施形態を示す概略断面図である。 本発明に係る表示装置の第十二実施形態における補償パネルを示す平面面図である。 本発明に係る端末機の一実施形態を示す斜視図である。 従来の表示装置の構成を示す概略断面図である。 従来の表示装置の特性を示すグラフである。

符号の説明

１０，４０，５０，６０ 表示装置
１１，６１ 表示パネル
１４，１４Ａ，１４Ｂ，２０，３０ 補償パネル
１４１ 液晶層
１４２ 補償セグメント電極
１４３ 共通電極
１４４，１４５ 透明基板
１５，１５１，１５２，１５Ａ，１５Ｂ，３３，３４ 補償セグメント
１５_ON オンした補償セグメント
１５_OFF オフした補償セグメント
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ 偏光板
１７ 表示画素
１７Ａ，１７Ｂ 液晶配向方向
１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ 透過軸
２１，２２，３１，３２ 補償セグメント電極群
４１ 自発光型表示パネル
５１ 反射型表示パネル
６２ ＴＦＴアレイ基板
６３ 画素電極
６４ 共通電極
６５ 液晶層
６６ カラーフィルタ層
６７ カラーフィルタ基板

Claims (10)

1. 画像を形成する表示パネルと、この表示パネルで形成された画像を透過させる液晶層を有するとともに当該液晶層に印加される電圧によって当該画像に対する視野角を変える補償手段と、を備えた視野角制御表示装置において、
   前記補償手段は、前記液晶層を分割する複数の補償セグメントを有し、これらの補償セグメントごとに前記液晶層に異なる電圧が印加されると光の透過率の周期的な分布を形成することにより前記画像にモアレ縞を付与する機能を有する、
   ことを特徴とする視野角制御表示装置。
2. 前記補償手段は、前記液晶層を有する補償パネルと、この補償パネルに積層される偏光板とに分けられる、
   ことを特徴とする請求項１記載の視野角制御表示装置。
3. 前記補償セグメントは複数の領域を構成し、これらの領域ごとに前記モアレ縞の方向、間隔又は形状が異なる、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の視野角制御表示装置。
4. 少なくとも一つの前記モアレ縞の周期が、前記表示パネルの一画素分以上の長さである、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の視野角制御表示装置。
5. 前記補償パネルは、電圧無印加時又は電圧印加時に配向状態の異なる複数の液晶配向領域から成る、
   ことを特徴とする請求項２記載の発明の視野角制御表示装置。
6. 前記表示パネルが自発光型表示パネル又は反射型表示パネルであり、
   前記補償パネルが前記表示パネル上に積層された、
   ことを特徴とする請求項２記載の視野角制御表示装置。
7. 前記表示パネルが面光源を要する透過型液晶パネル又は半透過型液晶表示パネルであり、
   前記補償パネルが前記表示パネルと前記面光源と間に配置された、
   ことを特徴とする請求項２記載の視野角制御表示装置である。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の視野角制御表示装置を制御する方法であって、
   前記補償セグメントに印加する電圧を制御することにより、前記モアレ縞の方向、間隔又は形状を時間とともに変化させる、
   ことを特徴とする視野角制御表示装置の制御方法。
9. 前記補償手段が前記補償パネルを複数枚有する請求項２記載の視野角制御表示装置を制御する方法であって、
   前記補償パネルごとに印加する電圧を制御することにより、前記モアレ縞の方向、間隔又は形状を時間とともに変化させる、
   ことを特徴とする視野角制御表示装置の制御方法。
10. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の視野角制御表示装置を、
    備えたことを特徴とする端末機。

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