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JP4241667B2 - Planar light source, display device, portable terminal device, and beam direction switching element - Google Patents

Planar light source, display device, portable terminal device, and beam direction switching element Download PDF

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JP4241667B2
JP4241667B2 JP2005151516A JP2005151516A JP4241667B2 JP 4241667 B2 JP4241667 B2 JP 4241667B2 JP 2005151516 A JP2005151516 A JP 2005151516A JP 2005151516 A JP2005151516 A JP 2005151516A JP 4241667 B2 JP4241667 B2 JP 4241667B2
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Description

本発明は、面状光源、表示装置、携帯端末装置及び光線方向切替素子に関し、特に照明光の照射角度を可変にできる面状光源、及びその面状光源を使用して視野角を可変にできる表示装置、それを使用した携帯端末装置、及び前記面状光源に組み込まれる光線方向切替素子に関する。   The present invention relates to a planar light source, a display device, a portable terminal device, and a light beam direction switching element, and in particular, a planar light source that can vary the illumination angle of illumination light and a viewing angle that can be varied using the planar light source. The present invention relates to a display device, a portable terminal device using the display device, and a light beam direction switching element incorporated in the planar light source.

近年の技術の発展に伴い、視野角が広い、即ち広い角度範囲で視認可能な液晶表示装置(Liquid Crystal Display、以下LCDともいう)が実用化されている。また、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においては、表示される情報を他人と共有して見る場合には、LCDの視野角が広いことが望ましい。一方で、携帯情報端末においては、表示される情報を他人に覗かれたくないことも多い。この場合には、LCDの視野角が狭いことが望ましい。このように、使用状況に応じて視野角が広い場合と狭い場合が必要となる。従来、このような要求を満たすLCDが提案されている。   With the development of technology in recent years, liquid crystal display devices (Liquid Crystal Display, hereinafter also referred to as LCD) having a wide viewing angle, that is, visible in a wide angle range, have been put into practical use. In addition, the spread of portable information terminals equipped with LCDs is also progressing. In such a portable information terminal, it is desirable that the viewing angle of the LCD be wide when the displayed information is shared with others. On the other hand, in portable information terminals, there are many cases where it is not desirable to have someone else look into the displayed information. In this case, it is desirable that the viewing angle of the LCD is narrow. As described above, a case where the viewing angle is wide and a case where the viewing angle is narrow are necessary depending on the use situation. Conventionally, LCDs satisfying such requirements have been proposed.

図24は、特許文献1(特開平6−59287号公報)に記載されている従来の液晶表示装置の模式的に示す図であり、(a)は電圧無印加時、(b)は電圧印加時を示す図である。図24(a)及び(b)に示すように、特許文献1に記載されている従来の液晶表示装置においては、透明基板102及び108によって液晶材料(図示せず)が封止された液晶パネルが設けられている。この液晶パネルの一方の表面には偏光板101が設けられており、他方の表面には、表面に透明電極110が設けられた2枚の透明基板114によって、液晶分子131a及び細長い色素分子131bからなる液晶材料が封止されたゲストホスト液晶セル131が設けられている。色素分子131bは、分子の短軸方向が長軸方向より光の吸収量が大きい。ゲストホスト液晶セル131に電圧を印加しない場合は、液晶分子131a及び細長い色素分子131bは、長手方向が透明基板114の表面と平行になるように配列する。また、電圧印加時は、液晶分子131a及び細長い色素分子131bは、長手方向が透明基板114の表面と垂直なるように配列する。ゲストホスト液晶セル131の液晶パネルと対向する面と反対側の面には偏光板101が設けられている。   FIG. 24 is a diagram schematically showing a conventional liquid crystal display device described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-59287), where (a) shows no voltage applied and (b) shows voltage applied. It is a figure which shows time. As shown in FIGS. 24A and 24B, in the conventional liquid crystal display device described in Patent Document 1, a liquid crystal panel in which a liquid crystal material (not shown) is sealed by transparent substrates 102 and 108 is used. Is provided. A polarizing plate 101 is provided on one surface of the liquid crystal panel, and the other surface is separated from the liquid crystal molecules 131a and the elongated dye molecules 131b by two transparent substrates 114 provided with a transparent electrode 110 on the surface. A guest-host liquid crystal cell 131 sealed with a liquid crystal material is provided. The dye molecule 131b has a light absorption amount larger in the minor axis direction than in the major axis direction. When no voltage is applied to the guest-host liquid crystal cell 131, the liquid crystal molecules 131a and the elongated dye molecules 131b are arranged so that the longitudinal direction is parallel to the surface of the transparent substrate 114. In addition, when a voltage is applied, the liquid crystal molecules 131 a and the elongated dye molecules 131 b are arranged so that the longitudinal direction is perpendicular to the surface of the transparent substrate 114. A polarizing plate 101 is provided on the surface of the guest host liquid crystal cell 131 opposite to the surface facing the liquid crystal panel.

このように構成された特許文献1に記載の従来の液晶表示装置においては、広い角度範囲の光が液晶パネルを通過してゲストホスト液晶セル131に入射する。広視野角で画像を表示するときには、ゲストホスト液晶セル131に電圧を印加せず、ゲストホスト液晶セル131の光の吸収方位を偏光板101の吸収方位と一致させることにより、光はそのままゲストホスト液晶セル131を通過する。これにより、表示画面を広い角度範囲で視認することができる。   In the conventional liquid crystal display device described in Patent Document 1 configured as described above, light in a wide angle range passes through the liquid crystal panel and enters the guest host liquid crystal cell 131. When an image is displayed with a wide viewing angle, no voltage is applied to the guest host liquid crystal cell 131, and the light is directly irradiated to the guest host by matching the light absorption direction of the guest host liquid crystal cell 131 with the absorption direction of the polarizing plate 101. It passes through the liquid crystal cell 131. Thereby, a display screen can be visually recognized in a wide angle range.

狭視野角で画像を表示するときには、ゲストホスト液晶セル131に電圧を印加すると、色素分子131bは長手方向が透明基板114の表面と垂直なるように配列し、入射角度が透明基板114の表面に垂直な方向から大きくずれている光は、色素分子131bに吸収されてゲストホスト液晶セル131を通過しない。従って、表示装置への入射光の角度分布が広くても、ゲストホスト液晶の吸収により出射光の角度分布は狭くなる。これにより、視認可能な表示画面を狭くすることができる。   When displaying an image with a narrow viewing angle, when a voltage is applied to the guest-host liquid crystal cell 131, the dye molecules 131b are arranged so that the longitudinal direction is perpendicular to the surface of the transparent substrate 114, and the incident angle is on the surface of the transparent substrate 114. Light greatly deviated from the vertical direction is absorbed by the dye molecule 131 b and does not pass through the guest-host liquid crystal cell 131. Therefore, even if the angular distribution of the incident light to the display device is wide, the angular distribution of the outgoing light becomes narrow due to absorption of the guest-host liquid crystal. Thereby, the visually recognizable display screen can be narrowed.

図25は、特許文献2(特開平10−197844号公報)に記載されている従来の液晶表示装置の模式的に示す図である。図25に示すように、特許文献2に記載されている従来の液晶表示装置においては、バックライト113が設けられており、その上に2枚の透明基板109でPDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal;高分子分散型液晶)層111を挟んだPDLCセル136が設けられている。PDLCセル136の上には偏光板101が設けられており、その上にTN−LCD(Twisted Nematic-Liquid Crystal Display;ねじれネマティック−液晶ディスプレイ)が設けられている。更に、その上にゲストホスト液晶セルが設けられており、その上に偏光板101が設けられている。このゲストホスト液晶セルは、特許文献1に記載されている従来の液晶表示装置に使用されているものと同様の構成である。   FIG. 25 is a diagram schematically showing a conventional liquid crystal display device described in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-197844). As shown in FIG. 25, in the conventional liquid crystal display device described in Patent Document 2, a backlight 113 is provided, and PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal; A PDLC cell 136 sandwiching a (molecular dispersion type liquid crystal) layer 111 is provided. A polarizing plate 101 is provided on the PDLC cell 136, and a TN-LCD (Twisted Nematic-Liquid Crystal Display) is provided thereon. Further, a guest-host liquid crystal cell is provided thereon, and a polarizing plate 101 is provided thereon. This guest-host liquid crystal cell has the same configuration as that used in the conventional liquid crystal display device described in Patent Document 1.

このように構成された特許文献2に記載の従来の液晶表示装置においては、ゲストホスト液晶セルへの電圧のオン・オフの切替によって、広視野表示と狭視野表示の切替を行っている。また、PDLCセルへの電圧のオン・オフの切替によって、光の透過と反射の切替を行い、表示画面の明るさを調節している。   In the conventional liquid crystal display device described in Patent Document 2 configured as described above, switching between wide-field display and narrow-field display is performed by switching on and off the voltage to the guest-host liquid crystal cell. In addition, the brightness of the display screen is adjusted by switching between transmission and reflection of light by switching on and off the voltage to the PDLC cell.

また、特許文献3(特開平11−142819号公報)には、液晶表示装置において、光源と液晶パネルとの間に、プリズムシートからなる集光素子と、PDLCセルからなる光散乱素子を設けた技術が開示されている。特許文献3には、プリズムシートにより光の指向性を高め、その後、プリズムシートからの光をPDLCセルにより透過又は散乱することにより、狭視野角と広視野角の切替ができると記載されている。また、特許文献4(特開平9−105907号公報)には、液晶表示装置において、光源と液晶パネルとの間に、PDLCセルからなる光学素子を設けた同様の技術が開示されている。   Further, in Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-142819), in a liquid crystal display device, a condensing element made of a prism sheet and a light scattering element made of a PDLC cell are provided between a light source and a liquid crystal panel. Technology is disclosed. Patent Document 3 describes that a narrow viewing angle and a wide viewing angle can be switched by increasing the directivity of light with a prism sheet and then transmitting or scattering the light from the prism sheet with a PDLC cell. . Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-105907) discloses a similar technique in which an optical element composed of a PDLC cell is provided between a light source and a liquid crystal panel in a liquid crystal display device.

一方、従来より、照明光の照射範囲は固定であるが、正面などの特定方向への指向性を高めた高指向性バックライトの開発が行われている(例えば、非特許文献1参照)。図26は非特許文献1に記載されている従来の高指向性バックライトを示す斜視図である。図26に示すように、この従来の高指向性バックライト213においては、LED201が導光板202のある1ヶ所に配置され、導光板202には直線状のマイクロプリズムがLED201を中心として同心円状に配置されている。導光板202の光出射面には、やはりLED201を中心として同心円状にプリズム構造が配置されたプリズムシート203が配置されている。また、導光板202のプリズムシート203を設けた面に対する反対側の面には、反射シート204が配置されている。   On the other hand, conventionally, although the irradiation range of illumination light is fixed, a highly directional backlight with improved directivity in a specific direction such as the front has been developed (for example, see Non-Patent Document 1). FIG. 26 is a perspective view showing a conventional highly directional backlight described in Non-Patent Document 1. FIG. As shown in FIG. 26, in this conventional highly directional backlight 213, the LED 201 is disposed at one location of the light guide plate 202, and a linear microprism is concentrically formed around the LED 201 on the light guide plate 202. Has been placed. On the light exit surface of the light guide plate 202, a prism sheet 203 having a prism structure arranged concentrically around the LED 201 is also disposed. A reflection sheet 204 is disposed on the surface of the light guide plate 202 opposite to the surface on which the prism sheet 203 is provided.

LED201からの出射光は、導光板202に入射し、導光板202に形成された直線状マイクロプリズムによって導光板表面に沿って放射状に出射される。このとき、LED201が導光板202の1ヶ所に配置され、導光板202に形成された直線状のマイクロプリズムの長手方向がLED201に対してほぼ垂直になるように配置されているため、導光板202を導光する光は、直線状のマイクロプリズムに当たっても直線状マイクロプリズムの長手方向には偏向せず、LED201を中心として直線的で放射状に進行することになる。導光板202から出射した光は、プリズムシート203により屈折し、導光板202の光出射面に対して垂直方向に偏向する。これにより、正面方向に2次元的に指向性を高めた高指向性バックライトが実現されている。   Light emitted from the LED 201 enters the light guide plate 202 and is emitted radially along the surface of the light guide plate by the linear microprism formed on the light guide plate 202. At this time, the LED 201 is disposed at one place on the light guide plate 202, and the linear microprism formed on the light guide plate 202 is disposed so that the longitudinal direction thereof is substantially perpendicular to the LED 201. The light guiding the light does not deflect in the longitudinal direction of the linear microprism even if it hits the linear microprism, and travels linearly and radially around the LED 201. The light emitted from the light guide plate 202 is refracted by the prism sheet 203 and deflected in a direction perpendicular to the light output surface of the light guide plate 202. As a result, a highly directional backlight having a two-dimensionally enhanced directivity in the front direction is realized.

特開平6−59287号公報JP-A-6-59287 特開平10−197844号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-197844 特開平11−142819号公報JP 11-142819 A 特開平9−105907号公報JP-A-9-105907 月刊ディスプレイ2004年5月号14〜17頁Monthly display May 2004, pages 14-17

しかしながら、上述の従来の技術には、以下に示すような問題点がある。特許文献1に記載の液晶表示装置においては、ゲストホスト液晶セルの中の色素分子の短軸方向と長軸方向での光の吸収量の差が小さい。即ち、色素二色比が小さい。また、電圧印加時に透明基板表面近くの液晶分子が立ち上がらず、透明基板に平行に配列された色素分子が残留する。このため、印加電圧時のゲストホスト液晶セルにおいて、入射角度が透明基板の表面に垂直な方向から大きくずれている光を吸収する効率が低下し、狭視野表示の際の視野角が広くなってしまう。   However, the conventional techniques described above have the following problems. In the liquid crystal display device described in Patent Literature 1, the difference in light absorption between the minor axis direction and the major axis direction of the dye molecules in the guest-host liquid crystal cell is small. That is, the dye dichroic ratio is small. Further, liquid crystal molecules near the surface of the transparent substrate do not stand up when a voltage is applied, and dye molecules arranged in parallel on the transparent substrate remain. For this reason, in the guest-host liquid crystal cell at the time of applied voltage, the efficiency of absorbing light whose incident angle is greatly deviated from the direction perpendicular to the surface of the transparent substrate is reduced, and the viewing angle in narrow-field display is widened. End up.

また、特許文献2に記載の液晶表示装置においても、ゲストホスト液晶セルへの電圧のオン・オフの切替によって、広視野表示と狭視野表示の切替を行っている。このため、特許文献1に記載の液晶表示装置と同様の問題が発生する。   Also in the liquid crystal display device described in Patent Document 2, switching between wide-field display and narrow-field display is performed by switching on / off the voltage to the guest-host liquid crystal cell. For this reason, the same problem as the liquid crystal display device described in Patent Document 1 occurs.

更に、特許文献3に記載の液晶表示装置においては、プリズムシートによって光源からの光を集光している、即ち光の指向性を高めている。この指向性の高い光がPDLCセルをそのまま通過することにより視認可能な表示画面を狭くしているが、プリズムシートでは光の指向性を高める効果が十分ではなく、狭視野表示の際の視野角が広くなってしまう。即ち、表示された情報を他人に覗かれてしまう。   Furthermore, in the liquid crystal display device described in Patent Document 3, light from the light source is collected by the prism sheet, that is, the directivity of light is enhanced. This highly directional light passes through the PDLC cell as it is to narrow the visible display screen. However, the prism sheet is not sufficient to increase the light directivity, and the viewing angle for narrow field display Will become wider. That is, the displayed information is looked into by others.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、照明光の照射角度の可変幅が大きい面状光源、及びその面状光源を使用した視野角の可変幅の大きい表示装置、それを使用した携帯端末装置、及び前記面状光源に組み込まれる光線方向切替素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and is a planar light source having a large variable range of illumination light irradiation angle, and a display device having a large variable viewing angle using the planar light source, It is an object of the present invention to provide a used mobile terminal device and a light beam direction switching element incorporated in the planar light source.

本発明に係る面状光源は、光を面状に出射するバックライトと、前記バックライトに積層され、光を透過する透明領域と光を吸収する吸収領域とが交互に配列されて形成され、前記バックライトから入射された光を前記透明領域と前記吸収領域との配列方向に垂直な方向に規制して出射する光線方向規制素子と、前記光線方向規制素子に積層され、前記光線方向規制素子から入射された光を透過する状態と散乱する状態とに切え可能な透明・散乱切替素子と、を有し、前記透明・散乱切替素子は、指向性の高い狭角の光を照射する場合は光を透過する状態にされ、指向性の低い広角の光を照射する場合は光を散乱する状態にされることを特徴とする。 The planar light source according to the present invention is formed by alternately arranging a backlight that emits light in a planar shape, a transparent region that is laminated on the backlight, and a light-absorbing region that absorbs light. A light beam direction regulating element that emits light incident from the backlight while regulating the light in a direction perpendicular to the arrangement direction of the transparent region and the absorption region, and the light beam direction regulating element, and is stacked on the light beam direction regulating element. a switching Operation exchange example possible transparent-scattering switching element and the state of scattering as transmitting incident light, was closed from the transparent-scattering switching element is irradiated with light of high directivity narrow angle If you are in a state to transmit light, when irradiated with low directivity angle of light characterized Rukoto is in a state of scattered light.

本発明においては、バックライトと液晶パネルとの間に、光の方向を制御する光線方向規制素子と、印加電圧のオン・オフにより透明・散乱状態を切替えることができる透明・散乱切替素子を設けることにより、面状光源における光の照射角度の可変幅を大きくすることができる。   In the present invention, a light beam direction regulating element for controlling the direction of light and a transparent / scattering switching element capable of switching the transparent / scattering state by turning on and off the applied voltage are provided between the backlight and the liquid crystal panel. Thereby, the variable width of the light irradiation angle in the planar light source can be increased.

また、前記バックライトが出射する光は、その出射方向が出射面に垂直な方向に対して楕円放射状に広がっており、前記光線方向規制素子は、前記透明領域と前記吸収領域とが、前記楕円の長径方向に平行な方向に交互に形成されて、前記長径方向に光を規制することが好ましい。 Further, the light emitted from the backlight spreads in an elliptical radial shape with respect to the direction perpendicular to the exit surface, and the light beam direction regulating element includes the transparent region and the absorbing region, wherein of the major axis direction are formed alternately in a direction parallel, Rukoto to regulate light to the major axis direction is preferable.

更に、前記光線方向規制素子は、前記光規制方向から見て、前記吸収領域の中に前記透明領域がマトリクス状に設けられていることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the light beam direction restricting element is provided with the transparent region in a matrix in the absorption region as viewed from the light restricting direction.

更にまた、前記透明領域の形状は、前記光規制方向から見て、円形、楕円形、正方形又は長方形であってもよい。   Furthermore, the shape of the transparent region may be a circle, an ellipse, a square, or a rectangle when viewed from the light regulation direction.

更にまた、前記光線方向規制素子は、前記透明領域と前記吸収領域とがその光規制方向に垂直な第1の方向に交互になるように形成されている第1層と、前記透明領域と前記吸収領域とが前記光規制方向に垂直で且つ前記第1の方向とも直交する第2の方向に交互になるように形成されている第2層と、からなり、前記第1の方向及び前記第2の方向に光を規制することが好ましい。 Furthermore, the light beam direction regulating element includes a first layer formed such that the transparent region and the absorbing region are alternately arranged in a first direction perpendicular to the light regulating direction, the transparent region, and the transparent region. a second layer and the absorption region is formed so as to be alternately in a second direction orthogonal with and the first direction perpendicular to the light control direction, Ri Tona, the first direction and the It preferred you to regulate the light in the second direction.

更にまた、前記透明・散乱切替素子は、高分子材料と液晶とを複合化した高分子・液晶複合膜が1対の平面電極間に挟まれており、前記高分子・液晶複合膜は、液晶分子の密度が高い高密度部と、液晶分子の密度が低い低密度部と、があり、前記高密度部と前記低密度部は、前記光規制方向に垂直の方向に交互になるように形成されていることが好ましい。   In the transparent / scattering switching element, a polymer / liquid crystal composite film obtained by combining a polymer material and liquid crystal is sandwiched between a pair of planar electrodes. There are a high-density portion having a high molecular density and a low-density portion having a low liquid crystal molecule density, and the high-density portion and the low-density portion are formed so as to alternate in a direction perpendicular to the light regulation direction. It is preferable that

更にまた、前記透明・散乱切替素子は、高分子材料と液晶とを複合化した高分子・液晶複合膜が1対の平面電極間に挟まれており、前記高分子・液晶複合膜は、前記平面電極間に電圧を印加しない場合には入射された光を透過する状態であり、前記平面電極間に電圧を印加した場合には入射された光を散乱する状態であることが好ましい。   Furthermore, in the transparent / scattering switching element, a polymer / liquid crystal composite film in which a polymer material and liquid crystal are combined is sandwiched between a pair of planar electrodes, and the polymer / liquid crystal composite film is When no voltage is applied between the planar electrodes, the incident light is transmitted, and when a voltage is applied between the planar electrodes, the incident light is preferably scattered.

更にまた、前記電圧を印加したときの液晶分子の配向状態は、前記電圧の印加を停止した後において保持されることが好ましい。   Furthermore, the orientation state of the liquid crystal molecules when the voltage is applied is preferably maintained after the application of the voltage is stopped.

本発明に係る液晶表示装置は、光を面状に出射するバックライトと、光を透過する透明領域と光を吸収する吸収領域とが交互に配列されて形成され、前記バックライトから入射された光を前記透明領域と前記吸収領域との配列方向と直交する方向に規制して出射する光線方向規制素子と、前記光線方向規制素子から入射された光を透過する状態と散乱する状態とに切える透明・散乱切替素子と、前記透明・散乱切替素子から入射された光によって画像を表示する表示パネルと、を有し、前記透明・散乱切替素子は、狭視野表示をする場合は光を透過する状態にされ、広視野表示をする場合は光を散乱する状態にされることを特徴とする。 The liquid crystal display device according to the present invention is formed by alternately arranging a backlight that emits light in a planar shape, a transparent region that transmits light, and an absorption region that absorbs light, and is incident on the backlight. A light beam direction regulating element that regulates and emits light in a direction orthogonal to the arrangement direction of the transparent region and the absorbing region, and a state in which light incident from the light beam direction regulating element is transmitted and a state in which light is scattered. and replacement obtain transparent-scattering switching element Ri has a display panel for displaying an image by light incident from the transparent-scattering switching element, the transparent-scattering switching element, when the narrow field of view display light the are in a state of transmitting, to the wide field display is characterized Rukoto is in a state of scattered light.

本発明においては、バックライトと液晶パネルとの間に、光の方向を制御する光線方向規制素子と、印加電圧のオン・オフにより透明・散乱状態を切替えることができる透明・散乱切替素子を設けることにより、液晶表示装置の視野角の可変幅を大きくすることができる。   In the present invention, a light beam direction regulating element for controlling the direction of light and a transparent / scattering switching element capable of switching the transparent / scattering state by turning on and off the applied voltage are provided between the backlight and the liquid crystal panel. Thus, the variable width of the viewing angle of the liquid crystal display device can be increased.

また、前記バックライトが出射する光は、その出射方向が出射面に垂直な方向に対して楕円放射状に広がっており、前記光線方向規制素子は、前記透明領域と前記吸収領域とが、前記楕円の長径方向に平行な方向に交互に形成され、前記長径方向に光を規制することが好ましい。 Further, the light emitted from the backlight spreads in an elliptical radial shape with respect to the direction perpendicular to the exit surface, and the light beam direction regulating element includes the transparent region and the absorbing region, wherein are of alternately formed in the direction parallel to the major axis direction, Rukoto to regulate light to the major axis direction is preferable.

更に、前記光線方向規制素子は、前記光規制方向から見て、前記吸収領域の中に前記透明領域がマトリクス状に設けられていることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the light beam direction restricting element is provided with the transparent region in a matrix in the absorption region as viewed from the light restricting direction.

更にまた、前記透明領域の形状は、前記光規制方向から見て、円形、楕円形、正方形又は長方形であってもよい。   Furthermore, the shape of the transparent region may be a circle, an ellipse, a square, or a rectangle when viewed from the light regulation direction.

更にまた、前記光線方向規制素子は、前記透明領域と前記吸収領域とがその光規制方向に垂直な第1の方向に交互になるように形成されている第1層と、前記透明領域と前記吸収領域とが前記光規制方向に垂直で且つ前記第1の方向とも直交する第2の方向に交互になるように形成されている第2層と、からなり、前記第1の方向及び前記第2の方向に光を規制することが好ましい。 Furthermore, the light beam direction regulating element includes a first layer formed such that the transparent region and the absorbing region are alternately arranged in a first direction perpendicular to the light regulating direction, the transparent region, and the transparent region. a second layer and the absorption region is formed so as to be alternately in a second direction orthogonal with and the first direction perpendicular to the light control direction, Ri Tona, the first direction and the It preferred you to regulate the light in the second direction.

更にまた、前記透明・散乱切替素子は、高分子材料と液晶とを複合化した高分子・液晶複合膜が1対の平面電極間に挟まれており、前記高分子・液晶複合膜は、液晶分子の密度が高い高密度部と、液晶分子の密度が低い低密度部と、があり、前記高密度部と前記低密度部は、前記光規制方向に垂直の方向に交互になるように形成されていてもよい。   In the transparent / scattering switching element, a polymer / liquid crystal composite film obtained by combining a polymer material and liquid crystal is sandwiched between a pair of planar electrodes. There are a high-density portion having a high molecular density and a low-density portion having a low liquid crystal molecule density, and the high-density portion and the low-density portion are formed so as to alternate in a direction perpendicular to the light regulation direction. May be.

更にまた、前記透明・散乱切替素子は、高分子材料と液晶とを複合化した高分子・液晶複合膜が1対の平面電極間に挟まれており、前記高分子・液晶複合膜は、前記平面電極間に電圧を印加しない場合には入射された光を透過する状態であり、前記平面電極間に電圧を印加した場合には入射された光を散乱する状態であることが好ましい。   Furthermore, in the transparent / scattering switching element, a polymer / liquid crystal composite film in which a polymer material and liquid crystal are combined is sandwiched between a pair of planar electrodes, and the polymer / liquid crystal composite film is When no voltage is applied between the planar electrodes, the incident light is transmitted, and when a voltage is applied between the planar electrodes, the incident light is preferably scattered.

更にまた、前記電圧を印加したときの液晶分子の配向状態は、前記電圧の印加を停止した後において保持されることが好ましい。   Furthermore, the orientation state of the liquid crystal molecules when the voltage is applied is preferably maintained after the application of the voltage is stopped.

更にまた、前記透明・散乱切替素子が散乱状態の場合には、前記透明・散乱切替素子が透明状態の場合よりも前記バックライトの光量を大きくすることにより、前記液晶パネルに表示される画像の明るさが一定になるように調整することが好ましい。   Furthermore, when the transparent / scattering switching element is in a scattering state, the amount of light of the backlight is made larger than in the case where the transparent / scattering switching element is in a transparent state, so that an image displayed on the liquid crystal panel is displayed. It is preferable to adjust the brightness to be constant.

更にまた、前記バックライトは、白色光源であってもよい。   Furthermore, the backlight may be a white light source.

更にまた、前記バックライトは赤色光源、緑色光源及び青色光源からなっており、前記赤色光源、前記緑色光源及び前記青色光源が夫々独立して調整されることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the backlight includes a red light source, a green light source, and a blue light source, and the red light source, the green light source, and the blue light source are independently adjusted.

また、前記バックライトが出射する光は、その出射方向が出射面に垂直な方向に対して楕円放射状に広がっており、前記光線方向規制素子は、前記透明領域と前記吸収領域とが、前記楕円の短径方向に平行な方向に交互に形成され、前記短径方向に光を規制することが好ましい。これにより、前記光線方向規制素子を透過するバックライトの光量が増大するため、明るい面状光源が実現できる。 Further, the light emitted from the backlight spreads in an elliptical radial shape with respect to the direction perpendicular to the exit surface, and the light beam direction regulating element includes the transparent region and the absorbing region, wherein Preferably, the light is alternately formed in a direction parallel to the minor axis direction, and light is regulated in the minor axis direction . Thereby, since the light quantity of the backlight which permeate | transmits the said light direction control element increases, a bright planar light source is realizable.

また、前記バックライトが出射する光は、その出射方向が出射面に垂直な方向に対して円放射状に集光されていてもよい。これにより、光線方向規制素子による光の吸収損失を低減できるため、明るい表示が実現できる。また、バックライトの指向性は2次元的であるため、前記光線方向規制素子の透明領域と吸収領域が交互に配置された方向と直交する方向に関しても、狭視野角表示と広視野角表示を切り替えることができる。   In addition, the light emitted from the backlight may be collected in a circular radial shape with respect to a direction in which the emission direction is perpendicular to the emission surface. Thereby, since the light absorption loss by the light direction regulating element can be reduced, a bright display can be realized. In addition, since the directivity of the backlight is two-dimensional, a narrow viewing angle display and a wide viewing angle display can be performed even in a direction orthogonal to the direction in which the transparent regions and absorption regions of the light beam direction regulating element are alternately arranged. Can be switched.

更にまた、前記透明・散乱切替素子は、高分子材料と液晶とを複合化した高分子・液晶複合膜が1対の平面電極間に挟まれており、前記高分子・液晶複合膜は、前記平面電極間に電圧を印加した場合には入射された光を透過する状態であり、前記平面電極間に電圧を印加しない場合には入射された光を散乱する状態であることが好ましい。これにより、前記透明・散乱切替素子は、入射された光を散乱する状態のときに電力を消費しないため、バックライト光源にその分の電力を割り当てられるため、散乱状態時の面状光源の明るさを向上させることができる。   Furthermore, in the transparent / scattering switching element, a polymer / liquid crystal composite film in which a polymer material and liquid crystal are combined is sandwiched between a pair of planar electrodes, and the polymer / liquid crystal composite film is When a voltage is applied between the planar electrodes, the incident light is transmitted, and when no voltage is applied between the planar electrodes, the incident light is preferably scattered. As a result, the transparent / scattering switching element does not consume power when it is in a state of scattering incident light, and accordingly, the corresponding power is allocated to the backlight light source. Can be improved.

更にまた、前記電圧を印加したときの液晶分子の配向状態は、前記電圧の印加を停止した後において保持されてもよい。   Furthermore, the alignment state of the liquid crystal molecules when the voltage is applied may be maintained after the application of the voltage is stopped.

また、前記透明・散乱切替素子と前記光線方向規制素子は、一体形成されていてもよい。これにより、前記透明・散乱切替素子により前記光線方向規制素子を支持できるため、安定性が高く薄型の面状光源を実現できる。   The transparent / scattering switching element and the light beam direction regulating element may be integrally formed. Thereby, since the light beam direction regulating element can be supported by the transparent / scattering switching element, a thin surface light source with high stability can be realized.

更にまた、前記透明・散乱切替素子と前記光線方向規制素子は、共通の基板を有していてもよい。   Furthermore, the transparent / scattering switching element and the light direction regulating element may have a common substrate.

更にまた、前記光線方向規制素子の基板は、前記透明・散乱切替素子との共通の基板のみであってもよい。これにより、面状光源を更に薄型化することができる。また、前記バックライトの光量と、前記透明・散乱素子の透明・散乱状態は、それぞれ独立に設定可能であることが好ましい。これにより、面状光源から出射する光の強度と指向性を多様に設定できる。   Furthermore, the substrate of the light beam direction regulating element may be only a common substrate with the transparent / scattering switching element. Thereby, a planar light source can be further reduced in thickness. Moreover, it is preferable that the light quantity of the backlight and the transparent / scattering state of the transparent / scattering element can be set independently. Thereby, the intensity | strength and directivity of the light radiate | emitted from a planar light source can be set variously.

また、前記透明・散乱素子は、前記平面電極間に電圧を印加しない場合には入射された光を散乱する状態であり、散乱する状態で使用する時に前記透明・散乱素子に電圧が印加されてもよい。これにより、散乱状態で使用する際の斜め方向の輝度を大きく低下させることなく、正面輝度を高めることができる。   In addition, the transparent / scattering element is a state in which incident light is scattered when no voltage is applied between the planar electrodes. When the transparent / scattering element is used in a scattered state, a voltage is applied to the transparent / scattering element. Also good. Thereby, the front luminance can be increased without greatly reducing the luminance in the oblique direction when used in the scattering state.

本発明に係る表示装置は、前述の面状光源を有することを特徴とする。   A display device according to the present invention includes the above-described planar light source.

この場合に、前記透明・散乱切替素子の平面電極は、ライン状又はブロック状に形成され、前記表示パネルに表示される画像情報に基づき、前記透明・散乱切替素子の透明・散乱切替を部分的に行ってもよい。これにより、表示画像の必要な部分のみライン状又はブロック状に切替できる。   In this case, the planar electrode of the transparent / scattering switching element is formed in a line shape or a block shape, and the transparent / scattering switching element of the transparent / scattering switching element is partially switched based on image information displayed on the display panel. You may go to Thereby, only a necessary part of the display image can be switched to a line shape or a block shape.

また、前記白色光源は青色LEDと黄色蛍光体とから構成され、パルス変調により光量を調整してもよい。これにより、透明・散乱切替と共に白色光源の光量を調節した際に、表示装置の色度変化を抑制できる。   The white light source may be composed of a blue LED and a yellow phosphor, and the amount of light may be adjusted by pulse modulation. Thereby, when the light quantity of a white light source is adjusted with transparent and scattering switching, the chromaticity change of a display apparatus can be suppressed.

また、前記光線方向規制素子の前記透明領域と前記吸収領域が交互に形成された方向と、前記表示パネルの画素配列方向が平行でなくてもよい。これにより、前記光線方向規制素子と前記表示パネルに起因するモアレを低減できる。   In addition, the direction in which the transparent regions and the absorption regions of the light beam direction regulating element are alternately formed and the pixel arrangement direction of the display panel may not be parallel. Thereby, the moire resulting from the said beam direction control element and the said display panel can be reduced.

更にまた、前記表示パネルは液晶パネルであり、液晶表示パネルは横電界モード、マルチドメイン垂直配向モード及びフィルム補償TNモードであってもよい。これにより、前記透明・散乱切替素子が散乱状態の際に、表示の階調反転を抑制でき、視認性を向上できる。   Furthermore, the display panel may be a liquid crystal panel, and the liquid crystal display panel may be in a horizontal electric field mode, a multi-domain vertical alignment mode, and a film compensation TN mode. Thereby, when the transparent / scattering switching element is in the scattering state, it is possible to suppress the gradation inversion of the display and to improve the visibility.

本発明に係る携帯端末装置は、前述の面状光源を有することを特徴とする。また、この携帯端末装置は、例えば、携帯電話、個人用情報端末、ゲーム機、デジタルカメラ又はデジタルビデオである。   A portable terminal device according to the present invention includes the above-described planar light source. The mobile terminal device is, for example, a mobile phone, a personal information terminal, a game machine, a digital camera, or a digital video.

また、前記携帯端末装置は、前記バックライトの光量と、前記透明・散乱素子の透明・散乱状態とを、夫々独立に可変できる調整手段を有していてもよい。これにより、使用者が携帯端末装置の使用環境に合わせて、最適な状態を設定することができる。   In addition, the mobile terminal device may include an adjusting unit that can independently change the light amount of the backlight and the transparent / scattering state of the transparent / scattering element. Thereby, a user can set an optimal state according to the use environment of a portable terminal device.

更にまた、前記携帯端末装置は電力蓄積手段と、前記電力蓄積手段に蓄積された電力の残量検出手段とを有し、検出した残量情報に基づいて前記バックライトの光量と前記透明・散乱素子の透明・散乱状態とを自動的に変更する制御手段を有していてもよい。前記透明・散乱素子を透明状態にした際には、前記バックライトの光量を低減できるため、電池残量が少なくなった場合に消費電力を低減し、携帯端末装置の稼働時間を延長できる。   Furthermore, the portable terminal device includes a power storage unit and a remaining power detection unit for the power stored in the power storage unit, and based on the detected remaining amount information, the amount of light of the backlight and the transparency / scattering Control means for automatically changing the transparent / scattering state of the element may be provided. When the transparent / scattering element is in a transparent state, the amount of light of the backlight can be reduced, so that power consumption can be reduced and the operating time of the mobile terminal device can be extended when the remaining battery level is low.

また、前記携帯端末装置の横方向に前記光線方向規制素子の前記透明領域と前記吸収領域を交互に形成していてもよい。これにより、携帯端末装置の横方向において視野角の可変幅を大きくできる。   Further, the transparent region and the absorption region of the light beam direction regulating element may be alternately formed in the lateral direction of the mobile terminal device. Thereby, the variable width | variety of a viewing angle can be enlarged in the horizontal direction of a portable terminal device.

本発明に係る光線方向切替素子は、入射光の方向を規制して出射する光線方向規制素子と、この光線方向規制素子から入射された光を透過する状態と散乱する状態とに切替可能の透明・散乱切替素子とが一体形成されていることを特徴とする。これにより、前記透明・散乱切替素子により前記光線方向規制素子を支持できるため、安定性が高く薄型の光線方向切替素子を実現できる。   The light beam direction switching element according to the present invention is a transparent light beam that can be switched between a light beam direction restricting element that emits light while restricting the direction of incident light, and a state in which light incident from the light beam direction restricting element is transmitted and scattered. -The scattering switching element is integrally formed. Thereby, since the light beam direction regulating element can be supported by the transparent / scattering switching element, a thin light beam direction switching element having high stability can be realized.

また、前記光線方向切替素子は、前記透明・散乱切替素子と前記光線方向規制素子が、共通の基板上に形成されていてもよい。更に、前記光線方向規制素子の基板は、前記透明・散乱素子との共通の基板のみであってもよい。   In the light beam direction switching element, the transparent / scattering switching element and the light beam direction regulating element may be formed on a common substrate. Furthermore, the substrate of the light beam direction regulating element may be only a common substrate with the transparent / scattering element.

本発明によれば、バックライトと液晶パネルとの間に、光の方向を制御する光線方向規制素子と、印加電圧のオン・オフにより透明・散乱状態を切替えることができる透明・散乱切替素子を設けることにより、面状光源における光の照射角度の可変幅を大きくすることができ、その面状光源を使用した液晶表示装置の視野角の可変幅を大きくすることができる。   According to the present invention, the light beam direction regulating element for controlling the direction of light between the backlight and the liquid crystal panel, and the transparent / scattering switching element capable of switching the transparent / scattering state by turning on and off the applied voltage. By providing, the variable width of the light irradiation angle in the planar light source can be increased, and the variable width of the viewing angle of the liquid crystal display device using the planar light source can be increased.

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第1の実施形態について説明する。図1は本第1実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。また、図2は本第1実施形態に係る液晶表示装置に使用するバックライトの例を示す斜視図であり、図3はバックライトから出射された光の方向を示す図である。更に、図4は本第1実施形態に係る液晶表示装置において光線方向規制素子として使用するルーバーの例を示す平面図である。更にまた、図5は本第1実施形態に係る液晶表示装置の広視野角時の配光特性を示す図であり、図6は狭視野角時の配光特性を示す図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a sectional view showing a liquid crystal display device according to the first embodiment. 2 is a perspective view showing an example of a backlight used in the liquid crystal display device according to the first embodiment, and FIG. 3 is a view showing the direction of light emitted from the backlight. FIG. 4 is a plan view showing an example of a louver used as a light beam direction regulating element in the liquid crystal display device according to the first embodiment. Further, FIG. 5 is a diagram showing the light distribution characteristics at the wide viewing angle of the liquid crystal display device according to the first embodiment, and FIG. 6 is a diagram showing the light distribution characteristics at the narrow viewing angle.

図1に示すように、本第1実施形態に係る液晶表示装置においては、バックライト13が設けられており、バックライト13の上にはルーバー12(光線方向規制素子)が設けられている。ルーバー12の上には透明・散乱切替素子22が設けられており、透明・散乱切替素子22上には液晶パネル21が設けられている。   As shown in FIG. 1, in the liquid crystal display device according to the first embodiment, a backlight 13 is provided, and a louver 12 (light beam direction restricting element) is provided on the backlight 13. A transparent / scattering switching element 22 is provided on the louver 12, and a liquid crystal panel 21 is provided on the transparent / scattering switching element 22.

図2に示すように、バックライト13の1つの端面に沿って角柱状の線状光源36が設けられており、その両端部に対向するように夫々白色LED25が設けられている。線状光源36は周期的に配置された複数個のプリズム(図示せず)を備えており、白色LED25から線状光源36に入射された光を、前記周期的に配置された複数個のプリズムによってバックライト13の方向へ略直角に屈折する。このようにして、線状光源36は、バックライト13側の面からバックライト13の方向へ線状の光を出射する。また、バックライト13には、線状光源36と平行に延びて、線状光源36と対向する面に直交する方向に周期的に配置された複数個のプリズム(図示せず)を備えている。これらのプリズムは夫々、線状光源36から入射された線状の光を、バックライト13の一方の面37に直交する方向に屈折し、その面37全体から面状の光を出射する。このようなバックライト13は、線状光源36と平行な方向の光が、線状光源36と直交する方向の光よりも広角の光を出射する。   As shown in FIG. 2, a prismatic linear light source 36 is provided along one end surface of the backlight 13, and white LEDs 25 are provided so as to face both ends thereof. The linear light source 36 includes a plurality of prisms (not shown) arranged periodically, and the light incident on the linear light source 36 from the white LED 25 is converted into the plurality of periodically arranged prisms. Is refracted substantially perpendicularly to the direction of the backlight 13. Thus, the linear light source 36 emits linear light from the surface on the backlight 13 side toward the backlight 13. The backlight 13 includes a plurality of prisms (not shown) that extend in parallel with the linear light source 36 and are periodically arranged in a direction orthogonal to the surface facing the linear light source 36. . Each of these prisms refracts linear light incident from the linear light source 36 in a direction orthogonal to one surface 37 of the backlight 13 and emits planar light from the entire surface 37. In such a backlight 13, light in a direction parallel to the linear light source 36 emits light having a wider angle than light in a direction orthogonal to the linear light source 36.

図3に示すように、バックライト13から出射した光の方向35は、極角θ及び方位角φで規定される。極角θは方向35とバックライト13の表面に垂直な方向34のなす角度である。また、方位角φは、バックライト13と平行な射影面33において、方向34と射影面33とが交わる点を原点OとしたX−Y直交座標を考えた場合、方向35と射影面33とが交わる交点と原点Oを結んだ線がX軸となす角度である。このように、バックライト13から出射される光は拡散光であり、θ及びφは幅広い分布を持つ。   As shown in FIG. 3, the direction 35 of the light emitted from the backlight 13 is defined by the polar angle θ and the azimuth angle φ. The polar angle θ is an angle formed by the direction 35 and the direction 34 perpendicular to the surface of the backlight 13. In addition, the azimuth angle φ is obtained by considering the XY orthogonal coordinates with the origin O as the point where the direction 34 and the projection plane 33 intersect on the projection plane 33 parallel to the backlight 13. Is the angle formed by the line connecting the intersection point and the origin O with the X axis. Thus, the light emitted from the backlight 13 is diffused light, and θ and φ have a wide distribution.

図1に示すように、ルーバー12はバックライト13から出射した光の指向性を高める光線方向規制素子である。ルーバー12は、バックライト13から入射された広がりをもつ光を、その光線方向を一方向に規制して出射する。この光規制方向とは、例えばルーバー12の表面に垂直の方向であり、ルーバー12から出射された光は、ルーバー12の表面に垂直な方向(光規制方向)への光の指向性が高められる。この場合に、ルーバー12により方向を規制されて出射した光は、図3に示すバックライトから出射した光より極角θは小さいものの多少の広がりをもっている。   As shown in FIG. 1, the louver 12 is a light beam direction regulating element that enhances the directivity of light emitted from the backlight 13. The louver 12 emits light having a spread incident from the backlight 13 with its light ray direction regulated in one direction. The light regulation direction is, for example, a direction perpendicular to the surface of the louver 12, and the light emitted from the louver 12 is enhanced in the directivity of light in the direction perpendicular to the surface of the louver 12 (light regulation direction). . In this case, the light emitted with its direction regulated by the louver 12 has a small spread, although the polar angle θ is smaller than the light emitted from the backlight shown in FIG.

ルーバー12は、例えば光を透過する透明領域12aと、光を吸収する吸収領域12bとが、ルーバー12表面に平行な方向に交互に配置されて形成されている。透明領域12aと吸収領域12bが交互に配置されている方向は、例えばバックライト13が広角の光を出射する方向、即ち、線状光源36と平行な方向と同一である。図4に示すように、ルーバー12の表面に垂直な方向から見ると、ストライプ状の透明領域12aと吸収領域12bが交互に配置されている。ルーバー12は、例えば透明領域12aと吸収領域12bの厚さ、配置ピッチ及び吸収領域12bにおける光の吸収量を調整して、入射された光を出射する際の出射角度を調整することができる。   For example, the louver 12 is formed by alternately arranging transparent regions 12 a that transmit light and absorption regions 12 b that absorb light in a direction parallel to the surface of the louver 12. The direction in which the transparent regions 12a and the absorption regions 12b are alternately arranged is the same as the direction in which the backlight 13 emits wide-angle light, that is, the direction parallel to the linear light source 36, for example. As shown in FIG. 4, when viewed from a direction perpendicular to the surface of the louver 12, stripe-shaped transparent regions 12a and absorbing regions 12b are alternately arranged. For example, the louver 12 can adjust the emission angle when the incident light is emitted by adjusting the thickness of the transparent region 12a and the absorption region 12b, the arrangement pitch, and the amount of light absorbed in the absorption region 12b.

透明・散乱切替素子22は、高分子材料と液晶とを複合化した高分子・液晶複合膜が1対の電極で挟持されたものである。具体的には、図1に示すように、透明基板の表面を覆うように電極10が設けられており、その上に高分子・液晶複合膜として、高分子マトリクス11aの中に液晶分子11bが分散されたPDLC層11が設けられている。PDLC層11の上に電極10が設けられており、その上に透明基板9が設けられている。電極10によって、その間に挟まれているPDLC層11に電圧を印加して、PDLC層の中の液晶分子の配向状態が変化する。PDLC層11は、例えば光硬化性樹脂と液晶材料の混合物を露光して硬化させることにより形成される。透明・散乱切替素子22は、ルーバー12から入射された光を散乱又は透過して液晶パネルに出射する。なお、本実施形態の液晶表示装置においては、高分子・液晶複合膜としてPDLC層11を設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶層中に高分子繊維及び/又は高分子ビーズ等を添加したもの、高分子層中にカプセル化された液晶液滴が埋め込まれたもの並びに高分子マトリクス中に液晶を含浸させたもの等の種々の高分子・液晶複合膜を適用することができる。   The transparent / scattering switching element 22 is formed by sandwiching a polymer / liquid crystal composite film in which a polymer material and a liquid crystal are combined with a pair of electrodes. Specifically, as shown in FIG. 1, an electrode 10 is provided so as to cover the surface of a transparent substrate, and a liquid crystal molecule 11b is formed in a polymer matrix 11a as a polymer / liquid crystal composite film thereon. A dispersed PDLC layer 11 is provided. An electrode 10 is provided on the PDLC layer 11, and a transparent substrate 9 is provided thereon. A voltage is applied to the PDLC layer 11 sandwiched between the electrodes 10 to change the alignment state of the liquid crystal molecules in the PDLC layer. The PDLC layer 11 is formed, for example, by exposing and curing a mixture of a photocurable resin and a liquid crystal material. The transparent / scattering switching element 22 scatters or transmits the light incident from the louver 12 and emits the light to the liquid crystal panel. In the liquid crystal display device of this embodiment, the PDLC layer 11 is provided as the polymer / liquid crystal composite film. However, the present invention is not limited to this, and the polymer fiber and / or the liquid crystal layer is included in the liquid crystal layer. Various polymer / liquid crystal composite films such as those with polymer beads added, those in which liquid crystal droplets encapsulated in a polymer layer are embedded, and those in which liquid crystal is impregnated in a polymer matrix are applied. can do.

液晶パネル21においては、透明・散乱切替素子22から入射された光を偏光する偏光板1が設けられており、偏光板1の上には透明基板8が設けられている。透明基板8の上には画素領域を画定する画素電極7がマトリクス状に設けられている。これらの画素電極7及び透明基板8の表面を覆うように液晶層6が設けられている。液晶層6の上には、液晶層6に電圧を印加するための共通電極5が設けられており、その上に透明誘電体層4が設けられている。透明誘電体層4においては、透明基板8の表面の画素電極7で覆われていない領域に相当する位置に溝が形成されており、その溝の中に、液晶パネルへの外光の映り込みを防止するブラックマトリクス3が設けられている。透明誘電体層4及びブラックマトリクス3を覆うように透明基板2が設けられており、その上に液晶パネルからの出射光を偏光する偏光板1が設けられている。   In the liquid crystal panel 21, a polarizing plate 1 that polarizes light incident from the transparent / scattering switching element 22 is provided, and a transparent substrate 8 is provided on the polarizing plate 1. On the transparent substrate 8, pixel electrodes 7 that define pixel regions are provided in a matrix. A liquid crystal layer 6 is provided so as to cover the surface of the pixel electrode 7 and the transparent substrate 8. A common electrode 5 for applying a voltage to the liquid crystal layer 6 is provided on the liquid crystal layer 6, and a transparent dielectric layer 4 is provided thereon. In the transparent dielectric layer 4, a groove is formed at a position corresponding to a region not covered with the pixel electrode 7 on the surface of the transparent substrate 8, and external light is reflected on the liquid crystal panel in the groove. A black matrix 3 is provided to prevent this. A transparent substrate 2 is provided so as to cover the transparent dielectric layer 4 and the black matrix 3, and a polarizing plate 1 for polarizing light emitted from the liquid crystal panel is provided thereon.

また、図5に示すように、バックライト13から出射された光は、Y方向に比べてX方向が広がった楕円形の分布38を持つ。この出射光分布においては、分布領域の面積が大きいほど、光が大きく広がっていることを示している。この分布38の光がルーバー12に入射すると、X方向に広がった光がルーバー12によって吸収され、略真円形に分布した指向性の高い分布39の光となる。広視野表示の場合においては、この分布39の光が散乱状態にある透明・散乱切替素子22に入射すると、円形分布の光は均一に散乱されてより大きく広がった円形分布40の光となる。この分布40の光が液晶パネル21を透過して分布40の光を出射し、広視野角表示となる。   Further, as shown in FIG. 5, the light emitted from the backlight 13 has an elliptical distribution 38 in which the X direction is wider than the Y direction. In this outgoing light distribution, the larger the area of the distribution region, the larger the light spreads. When light of this distribution 38 enters the louver 12, light spread in the X direction is absorbed by the louver 12 and becomes light of a distribution 39 with high directivity distributed in a substantially circular shape. In the case of wide-field display, when light of this distribution 39 is incident on the transparent / scattering switching element 22 in a scattering state, the light of the circular distribution is uniformly scattered and becomes light of the circular distribution 40 that is broadened more widely. The light of the distribution 40 is transmitted through the liquid crystal panel 21, and the light of the distribution 40 is emitted, so that a wide viewing angle display is obtained.

更に、図6に示すように、バックライト13から出射された分布38の光がルーバー12に入射すると、X方向に広がった光がルーバー12によって吸収され、略真円形に分布した指向性の高い分布39の光となる。狭視野表示の場合においては、この分布39の光が透明状態にある透明・散乱切替素子22に入射すると、円形分布の光はそのまま透明・散乱切替素子22を透過して分布39の光を出射する。この分布39の光が液晶パネル21を透過して分布39を出射し、狭視野角表示となる。   Further, as shown in FIG. 6, when the light of the distribution 38 emitted from the backlight 13 is incident on the louver 12, the light spread in the X direction is absorbed by the louver 12 and distributed in a substantially circular shape with high directivity. Light of distribution 39 is obtained. In the case of narrow-field display, when light of this distribution 39 is incident on the transparent / scattering switching element 22 in a transparent state, the light of circular distribution is transmitted through the transparent / scattering switching element 22 as it is and the light of distribution 39 is emitted. To do. The light of this distribution 39 is transmitted through the liquid crystal panel 21 and is emitted from the distribution 39, and a narrow viewing angle display is obtained.

次に、上述の如く形成された本第1実施形態に係る液晶表示装置の動作について説明する。先ず、広視野角表示の場合について説明する。図1に示すように、バックライト13から出射した光は、ルーバー12に入射する。図3に示すように、バックライト13から出射される光は拡散光であり、θ及びφは幅広い分布を持つ。図2に示すようなバックライト13においては、図5に示すように、バックライトから出射した光は、φが0度又は180度に近い場合が、φが90度又は270度に近い場合に比べて、θの値が大きい。即ち、Y方向に比べてX方向が広がった楕円形の分布38を持つ。この分布38の光がルーバー12に入射すると、θの大きい光はルーバー12の吸収領域12bによって吸収される。θの小さい光は透明領域11aを透過する。従って、ルーバー12から出射される光はθの大きい光が除去され、分布領域が小さく指向性が高い分布39の光が出射される。   Next, the operation of the liquid crystal display device according to the first embodiment formed as described above will be described. First, the case of wide viewing angle display will be described. As shown in FIG. 1, the light emitted from the backlight 13 enters the louver 12. As shown in FIG. 3, the light emitted from the backlight 13 is diffused light, and θ and φ have a wide distribution. In the backlight 13 as shown in FIG. 2, as shown in FIG. 5, the light emitted from the backlight has a case where φ is close to 0 degrees or 180 degrees, and when φ is close to 90 degrees or 270 degrees. In comparison, the value of θ is large. That is, it has an elliptical distribution 38 whose X direction is wider than the Y direction. When light of this distribution 38 enters the louver 12, light having a large θ is absorbed by the absorption region 12b of the louver 12. Light having a small θ is transmitted through the transparent region 11a. Therefore, light having a large θ is removed from the light emitted from the louver 12, and light having a distribution 39 having a small distribution region and high directivity is emitted.

図1に示すように、ルーバー12から出射された指向性の高い分布39の光は透明・散乱切替素子22に入射される。広視野角表示の場合においては、PDLC層11に電圧は印加されない。そのため、PDLC層11は、高分子マトリクス11aの中に液晶分子11bがランダムに分散した状態であり、入射された光は散乱される。従って、図5に示すように、円形の分布39の光はPDLC層11によって均一に散乱されて、より大きく広がった円形の分布40の光となる。即ち、ルーバー12によって指向性が高くなった光は、透明・散乱切替素子22によって散乱されて指向性が低下し、広角の光となる。この広範囲に広がった分布40の光は、図1に示すように、液晶パネル21に入射し、分布40のまま出射する。このようにして、広視野角で画像が表示される。   As shown in FIG. 1, light with a highly directional distribution 39 emitted from the louver 12 is incident on the transparent / scattering switching element 22. In the case of wide viewing angle display, no voltage is applied to the PDLC layer 11. Therefore, the PDLC layer 11 is in a state where the liquid crystal molecules 11b are randomly dispersed in the polymer matrix 11a, and the incident light is scattered. Therefore, as shown in FIG. 5, the light of the circular distribution 39 is uniformly scattered by the PDLC layer 11 and becomes the light of the circular distribution 40 that is more widely spread. That is, the light whose directivity is increased by the louver 12 is scattered by the transparent / scattering switching element 22, the directivity is lowered, and becomes wide-angle light. As shown in FIG. 1, the light of the distribution 40 spread over a wide range enters the liquid crystal panel 21 and exits with the distribution 40. In this way, an image is displayed with a wide viewing angle.

次に、狭視野角表示の場合について説明する。図6に示すように、広視野角表示の場合と同様に、バックライト13から出射した楕円形の分布38を持つ光は、ルーバー12によって分布領域が小さく指向性が高い分布39の光となる。   Next, the case of narrow viewing angle display will be described. As shown in FIG. 6, similarly to the case of the wide viewing angle display, the light having the elliptical distribution 38 emitted from the backlight 13 becomes light of the distribution 39 having a small distribution region and high directivity by the louver 12. .

図1に示すように、分布39の光は透明・散乱切替素子22に入射される。狭視野角表示の場合においては、PDLC層11に所定の電圧が印加される。これによりPDLC層11は、高分子マトリクス11aの中に分散された液晶分子11bが配向して透明状態になる。即ち、入射された光をそのまま透過するようになる。従って、図6に示すように、円形の分布39の光はPDLC層11をそのまま透過する。即ち、ルーバー12によって指向性が高くなった光は、高指向性を保った分布39の状態で透明・散乱切替素子22から出射される。この指向性の高い分布39の光は、図1に示すように、液晶パネル21に入射し、分布39のまま出射する。このようにして、狭視野角で画像が表示される。   As shown in FIG. 1, the light of the distribution 39 is incident on the transparent / scattering switching element 22. In the case of narrow viewing angle display, a predetermined voltage is applied to the PDLC layer 11. As a result, the PDLC layer 11 becomes transparent by aligning the liquid crystal molecules 11b dispersed in the polymer matrix 11a. That is, the incident light is transmitted as it is. Therefore, as shown in FIG. 6, the light of the circular distribution 39 is transmitted through the PDLC layer 11 as it is. That is, the light whose directivity is increased by the louver 12 is emitted from the transparent / scattering switching element 22 in a distribution 39 in which high directivity is maintained. As shown in FIG. 1, the light having the highly directional distribution 39 enters the liquid crystal panel 21 and exits with the distribution 39. In this way, an image is displayed with a narrow viewing angle.

このように、バックライト13から出射される指向性の低い光をルーバー12によって指向性の高い光に変換し、この指向性の高い光をPDLC層を使用した透明・散乱切替素子22によって透過又は散乱して、狭視野表示と広視野表示の切替を行う。これにより、面状光源における光の照射角度の可変幅を大きくすることができ、その面状光源を使用した液晶表示装置の視野角の可変幅を大きくすることができる。   In this way, light having low directivity emitted from the backlight 13 is converted into light having high directivity by the louver 12, and the light having high directivity is transmitted or transmitted by the transparent / scattering switching element 22 using the PDLC layer. Scattered to switch between narrow-field display and wide-field display. Thereby, the variable width of the light irradiation angle in the planar light source can be increased, and the variable width of the viewing angle of the liquid crystal display device using the planar light source can be increased.

ここで、ルーバー12の替りに従来のプリズムシートを使用して本第1実施形態と同様の液晶表示装置を構成し、狭視野表示の際の視野角と輝度の関係を測定する。視野角0度、即ち正面から見た場合の輝度の半分の値以上の輝度が得られる視野角の範囲は、左右30度である。これに対して、本第1実施形態においては、視野角0度の輝度の半分の値以上の輝度が得られる視野角の範囲は、左右20度である。このように、第1実施形態においては、従来技術に比べて狭視野表示を効果的に実現できる。   Here, a liquid crystal display device similar to that of the first embodiment is configured using a conventional prism sheet instead of the louver 12, and the relationship between the viewing angle and the luminance in the narrow field display is measured. The range of the viewing angle at which the viewing angle is 0 degree, that is, the brightness that is more than half the brightness when viewed from the front, is 30 degrees on the left and right. On the other hand, in the first embodiment, the viewing angle range in which the luminance equal to or higher than half the luminance at the viewing angle of 0 degrees is obtained is 20 degrees on the left and right. As described above, in the first embodiment, narrow-field display can be effectively realized as compared with the prior art.

次に本発明の第1実施形態の第1変形例について説明する。図7は本第1実施形態の第1変形例に係る液晶表示装置に使用するルーバーの例を示す平面図である。前述の第1実施形態においては、図4に示すように、ルーバー12の表面に垂直な方向から見ると、ストライプ状の透明領域12aと吸収領域12bが交互に配置されている。よって、ルーバー12に入射された光の指向性を高くできるのは一方向のみである。これに対して、本第1実施形態の第1変形例においては、図7に示すように、ルーバー12の表面に垂直な方向から見ると、吸収領域12bの中に円形の透明領域12aがマトリクス状に配置されている。これにより、ルーバー12に入射された光の指向性を、様々な方向に対して高くできる。本第1実施形態の第1変形例における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第1実施形態と同様である。   Next, a first modification of the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a plan view showing an example of a louver used in a liquid crystal display device according to a first modification of the first embodiment. In the first embodiment described above, as shown in FIG. 4, when viewed from a direction perpendicular to the surface of the louver 12, stripe-shaped transparent regions 12a and absorbing regions 12b are alternately arranged. Therefore, the directivity of the light incident on the louver 12 can be increased only in one direction. On the other hand, in the first modification of the first embodiment, as shown in FIG. 7, when viewed from the direction perpendicular to the surface of the louver 12, a circular transparent region 12a is a matrix in the absorption region 12b. Arranged in a shape. Thereby, the directivity of the light incident on the louver 12 can be increased in various directions. Other configurations, operations, and effects of the first modification of the first embodiment are the same as those of the first embodiment.

次に本発明の第1実施形態の第2変形例について説明する。図8は本第1実施形態の第2変形例に係る液晶表示装置に使用するルーバーの例を示す平面図である。前述の第1実施形態の第1変形例においては、図7に示すように、吸収領域12bの中に円形の透明領域12aがマトリクス状に配置されている。これに対して、本第1実施形態の第2変形例においては、図8に示すように、ルーバー12の表面に垂直な方向から見ると、吸収領域12bの中に四角形の透明領域12aがマトリクス状に配置されている。透明領域12aは、例えば正方形又は長方形である。本第1実施形態の第2変形例における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第1実施形態の第1変形例と同様である。   Next, a second modification of the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a plan view showing an example of a louver used in a liquid crystal display device according to a second modification of the first embodiment. In the first modification of the first embodiment described above, as shown in FIG. 7, circular transparent regions 12a are arranged in a matrix in the absorption region 12b. On the other hand, in the second modification of the first embodiment, as shown in FIG. 8, when viewed from the direction perpendicular to the surface of the louver 12, a rectangular transparent region 12a is a matrix in the absorption region 12b. Arranged in a shape. The transparent region 12a is, for example, a square or a rectangle. Other configurations, operations, and effects of the second modification of the first embodiment are the same as those of the first modification of the first embodiment described above.

次に本発明の第1実施形態の第3変形例について説明する。図9は本第1実施形態の第3変形例に係る液晶表示装置の広視野角時の配光特性を示す図であり、図10は狭視野角時の配光特性を示す図である。   Next, a third modification of the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a diagram illustrating the light distribution characteristics at the wide viewing angle of the liquid crystal display device according to the third modification of the first embodiment, and FIG. 10 is a diagram illustrating the light distribution characteristics at the narrow viewing angle.

前述の第1実施形態においては、図5に示すように、バックライト13から出射された光は、Y方向に比べてX方向が広がった楕円形の分布38を有する。この分布38の光がルーバー12に入射すると、X方向に広がった光がルーバー12によって吸収され、略真円形に分布した指向性の高い分布39の光となる。広視野表示の場合においては、この分布39の光が散乱状態にある透明・散乱切替素子22に入射すると、円形分布の光は均一に散乱されてより大きく広がった円形分布40の光となる。この分布40の光が液晶パネル21を透過して分布40の光を出射し、広視野角表示となる。また、図6に示すように、バックライト13から出射された分布38の光がルーバー12に入射すると、X方向に広がった光がルーバー12によって吸収され、略真円形に分布した指向性の高い分布39の光となる。狭視野表示の場合においては、この分布39の光が透明状態にある透明・散乱切替素子に入射すると、円形分布の光はそのまま透明・散乱切替素子22を透過して分布39の光を出射する。この分布39の光が液晶パネル21を透過して分布39を出射し、狭視野角表示となる。   In the first embodiment described above, as shown in FIG. 5, the light emitted from the backlight 13 has an elliptical distribution 38 whose X direction is wider than the Y direction. When light of this distribution 38 enters the louver 12, light spread in the X direction is absorbed by the louver 12 and becomes light of a distribution 39 with high directivity distributed in a substantially circular shape. In the case of wide-field display, when light of this distribution 39 is incident on the transparent / scattering switching element 22 in a scattering state, the light of the circular distribution is uniformly scattered and becomes light of the circular distribution 40 that is broadened more widely. The light of the distribution 40 is transmitted through the liquid crystal panel 21, and the light of the distribution 40 is emitted, so that a wide viewing angle display is obtained. Further, as shown in FIG. 6, when the light of the distribution 38 emitted from the backlight 13 is incident on the louver 12, the light spread in the X direction is absorbed by the louver 12, and is distributed in a substantially circular shape with high directivity. Light of distribution 39 is obtained. In the case of narrow-field display, when the light of the distribution 39 is incident on the transparent / scattering switching element in the transparent state, the light of the circular distribution passes through the transparent / scattering switching element 22 as it is and emits the light of the distribution 39. . The light of this distribution 39 is transmitted through the liquid crystal panel 21 and is emitted from the distribution 39, and a narrow viewing angle display is obtained.

これに対し、本第1実施形態の第3変形例においては、図9に示すように、バックライト13から出射された光は、X方向に比べてY方向が広がった楕円形の分布41を有する。この分布41の光がルーバー12に入射すると、ルーバー12によりX方向に広がった光の指向性がより高められ、特にX方向に分布する光は高い指向性をもつ分布42の光となる。広視野表示の場合においては、この分布42の光が散乱状態にある透明・散乱切替素子22に入射すると、X方向に広がるように散乱し、分布43の光となる。この分布43の光が液晶パネル21を透過して分布43の光を出射し、広視野角表示となる。また、図10に示すように、バックライト13から出射された分布41の光がルーバー12に入射すると、ルーバー12によりX方向に広がった光の指向性がより高められ、特にX方向に分布する光は高い指向性をもつ分布42の光となる。狭視野表示の場合においては、この分布42の光が透明状態にある透明・散乱切替素子に入射すると、特にX方向に分布する光が高い指向性をもつ分布の光はそのまま透明・散乱切替素子22を透過して分布42の光を出射する。この分布42の光が液晶パネル21を透過して分布42を出射し、X方向に対して狭視野角表示となる。   On the other hand, in the third modification of the first embodiment, as shown in FIG. 9, the light emitted from the backlight 13 has an elliptical distribution 41 whose Y direction is wider than the X direction. Have. When the light of the distribution 41 is incident on the louver 12, the directivity of the light spread in the X direction by the louver 12 is further enhanced. In particular, the light distributed in the X direction becomes light of the distribution 42 having high directivity. In the case of wide-field display, when light of this distribution 42 enters the transparent / scattering switching element 22 in a scattering state, it is scattered so as to spread in the X direction and becomes light of distribution 43. The light of this distribution 43 is transmitted through the liquid crystal panel 21, and the light of the distribution 43 is emitted, so that a wide viewing angle display is obtained. Also, as shown in FIG. 10, when the light of the distribution 41 emitted from the backlight 13 is incident on the louver 12, the directivity of the light spread in the X direction by the louver 12 is further enhanced, and is particularly distributed in the X direction. The light has a distribution 42 with high directivity. In the case of narrow-field display, when light of this distribution 42 is incident on a transparent / scattering switching element in a transparent state, light having a high directivity especially distributed in the X direction is directly transmitted to the transparent / scattering switching element. 22, the light having the distribution 42 is emitted. The light of the distribution 42 is transmitted through the liquid crystal panel 21 and is emitted from the distribution 42, so that a narrow viewing angle is displayed with respect to the X direction.

本第1実施形態の第3変形例では、前述の第1実施形態と比較して、バックライト13から出射されルーバー12により吸収される光量を低減できるため、明るい広視野表示を実現できる。特に、バックライト13の光量が限られており、X方向のみの視野角切替が実現されれば良い場合に有効である。本第1実施形態の第3変形例における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第1実施形態と同様である。   In the third modified example of the first embodiment, the amount of light emitted from the backlight 13 and absorbed by the louver 12 can be reduced as compared with the first embodiment, so that a bright wide-field display can be realized. In particular, this is effective when the amount of light of the backlight 13 is limited and switching of the viewing angle only in the X direction is sufficient. Other configurations, operations, and effects of the third modification of the first embodiment are the same as those of the first embodiment.

次に、本発明の第2実施形態について説明する。図11は本第2実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。前述の第1実施形態においては、図1に示すように、バックライト13と透明・散乱切替素子22との間に、ストライプ状の透明領域12aと吸収領域12bが交互に配置された1つのルーバー12が設けられている。これに対して、本第2実施形態においては、図11に示すように、バックライト13と透明・散乱切替素子22との間に、ストライプ状の透明領域15aと吸収領域15bが一方向に交互に配置されたルーバー15と、ストライプ状の透明領域14aと吸収領域(図示せず)がルーバー15における配置方向と直交する方向に交互に配置されたルーバー14とが積層されて設けられている。本第2実施形態においては、これにより、ルーバー12に入射された光の指向性を、一方向だけではなく、それと直交する方向に対しても高くできる。従って、例えば左右方向のみならず上下方向において、狭視野角表示を効果的に実現できる。本第2実施形態における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第1実施形態と同様である。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to the second embodiment. In the first embodiment described above, as shown in FIG. 1, one louver in which striped transparent regions 12 a and absorbing regions 12 b are alternately arranged between the backlight 13 and the transparent / scattering switching element 22. 12 is provided. In contrast, in the second embodiment, as shown in FIG. 11, stripe-shaped transparent regions 15a and absorbing regions 15b are alternately arranged in one direction between the backlight 13 and the transparent / scattering switching element 22. And a louver 14 in which striped transparent regions 14a and absorption regions (not shown) are alternately arranged in a direction orthogonal to the arrangement direction in the louver 15 are laminated. In the second embodiment, this makes it possible to increase the directivity of light incident on the louver 12 not only in one direction but also in a direction orthogonal thereto. Therefore, for example, a narrow viewing angle display can be effectively realized not only in the horizontal direction but also in the vertical direction. Other configurations, operations, and effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

次に、本発明の第3実施形態について説明する。図12は本第3実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。前述の第1実施形態においては、図1に示すように、面状透明・散乱切替素子22として、高分子マトリクス11aの中に液晶分子11bが均一に分散された従来のPDLC層11を使用している。これに対して、本第3実施形態においては、図12に示すように、高分子マトリクス16aの中に分散された液晶分子16bの分布に周期的なムラがある変調されたPDLC層16を使用している。変調されたPDLC層16においては、例えば液晶分子11bが密な部分と疎な部分が一方向に周期的に繰り返されている。変調されたPDLC層16は、入射された光を液晶分子16bの密な部分と疎な部分が周期的に繰り返された方向に強く散乱する。このため、この方向における視野角を広くできる。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is a sectional view showing a liquid crystal display device according to the third embodiment. In the first embodiment described above, the conventional PDLC layer 11 in which the liquid crystal molecules 11b are uniformly dispersed in the polymer matrix 11a is used as the planar transparent / scattering switching element 22 as shown in FIG. ing. In contrast, in the third embodiment, as shown in FIG. 12, a modulated PDLC layer 16 having a periodic unevenness in the distribution of the liquid crystal molecules 16b dispersed in the polymer matrix 16a is used. is doing. In the modulated PDLC layer 16, for example, a dense portion and a sparse portion of the liquid crystal molecules 11b are periodically repeated in one direction. The modulated PDLC layer 16 strongly scatters the incident light in the direction in which the dense and sparse portions of the liquid crystal molecules 16b are periodically repeated. For this reason, the viewing angle in this direction can be widened.

このような変調されたPDLC層16は、従来のPDLC層と同様の材料を使用し、フォトマスクを介して露光・光硬化を行うことにより作製できる。周期的に線状のパターンが形成されたフォトマスクを介して硬化前のPDLC層に光を照射する。光が照射された部分が硬化し始めるが、この際に硬化する領域と硬化しない領域の間に液晶分子16bの濃度勾配が発生する。フォトマスクを介して所定の時間の露光を行った後にPDLC層の全面を露光し、変調されたPDLC層16が得られる。この変調されたPDLC層16においては、液晶分子16bとして、分子の大きさの異なる2種類以上を混合したものを使用してもよい。本第3実施形態における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第1実施形態と同様である。   Such a modulated PDLC layer 16 can be produced by using the same material as the conventional PDLC layer and performing exposure and photocuring through a photomask. Light is irradiated to the PDLC layer before curing through a photomask in which a linear pattern is periodically formed. The portion irradiated with light begins to harden, but at this time, a concentration gradient of the liquid crystal molecules 16b is generated between the hardened region and the non-hardened region. After performing exposure for a predetermined time through a photomask, the entire surface of the PDLC layer is exposed to obtain a modulated PDLC layer 16. In the modulated PDLC layer 16, a mixture of two or more types having different molecular sizes may be used as the liquid crystal molecules 16b. Other configurations, operations, and effects of the third embodiment are the same as those of the first embodiment.

次に、本発明の第4実施形態について説明する。図13は本第4実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。図13に示すように、本第4実施形態においては、前述の第1実施形態の構成に加えて、白色LED25へ供給する電流量を制御し、白色LED25の光量、即ち輝度を調節する光源調光部26と、透明・散乱切替素子22の電圧のオン・オフを切替える透明・散乱切替素子制御部27が設けられている。これらの光源調光部26及び透明・散乱切替素子制御部27は連動するように構成されている。本第4実施形態における上記以外の構成は、前述の第1実施形態と同様である。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 13 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 13, in the fourth embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment described above, the amount of current supplied to the white LED 25 is controlled to adjust the light amount, that is, the luminance of the white LED 25. A transparent / scattering switching element control unit 27 for switching on / off the voltage of the light unit 26 and the transparent / scattering switching element 22 is provided. The light source dimmer 26 and the transparent / scattering switching element controller 27 are configured to work together. The configuration other than the above in the fourth embodiment is the same as that in the first embodiment.

次に、上述の如く構成された本第4実施形態の動作について説明する。図13に示すように、広視野角表示の場合においては、透明・散乱切替素子制御部27は透明・散乱切替素子22に電圧を印加しない。これにより、ルーバー12から透明・散乱切替素子22に入射された光は散乱される。このとき、光源調光部26は、液晶パネル21の正面輝度、即ち視野角0度における輝度が所定の値になるように、白色LED25に電流を供給する。狭視野角表示の場合においては、透明・散乱切替素子制御部27は透明・散乱切替素子22に電圧を印加する。これにより、ルーバー12から透明・散乱切替素子22に入射された光は、そのまま透明・散乱切替素子22を透過する。従って、白色LED25に供給される電流量が同じである、即ちバックライト13から出射される光量が同じである場合、液晶パネル21の正面輝度は大き過ぎてしまう。そこで、狭視野角表示の場合における液晶パネル21の正面輝度が、広視野角表示の場合と同様の値となるように白色LED25に供給される電流量を調整する。本発明の第4実施形態においては、これにより、液晶パネル21の正面輝度が一定に保たれる。なお、白色LED25が、青色LEDと黄色蛍光体とから構成される場合には、電流のパルス幅変調により、白色LEDの光量を調整してもよい。青色LEDと黄色蛍光体とから構成される白色LEDでは、青色LEDの発する青色光の一部により黄色蛍光体が励起されて黄色光を発し、青色光及び黄色光が混合されて白色光が発生する。狭視野角表示の場合における液晶パネル21の正面輝度が、広視野角表示の場合と同等の値となるように電流量を調整した場合には、青色光及び黄色光の発光比率が変動するため、液晶パネル21の色度変化が発生する。これに対して、パルス変調により光量を調整した場合には、発光する時間の割合を調整することにより光量の調整が実現されるため、特に液晶パネル21の色度変化を抑制できる。本第4実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第1実施形態と同様である。   Next, the operation of the fourth embodiment configured as described above will be described. As shown in FIG. 13, in the case of wide viewing angle display, the transparent / scattering switching element controller 27 does not apply a voltage to the transparent / scattering switching element 22. As a result, light incident on the transparent / scattering switching element 22 from the louver 12 is scattered. At this time, the light source dimmer 26 supplies current to the white LED 25 so that the front luminance of the liquid crystal panel 21, that is, the luminance at a viewing angle of 0 degree becomes a predetermined value. In the case of narrow viewing angle display, the transparent / scattering switching element control unit 27 applies a voltage to the transparent / scattering switching element 22. Thereby, the light incident on the transparent / scattering switching element 22 from the louver 12 passes through the transparent / scattering switching element 22 as it is. Accordingly, when the amount of current supplied to the white LED 25 is the same, that is, when the amount of light emitted from the backlight 13 is the same, the front luminance of the liquid crystal panel 21 is too large. Therefore, the amount of current supplied to the white LED 25 is adjusted so that the front luminance of the liquid crystal panel 21 in the narrow viewing angle display becomes the same value as in the wide viewing angle display. In the fourth embodiment of the present invention, the front luminance of the liquid crystal panel 21 is thereby kept constant. When the white LED 25 is composed of a blue LED and a yellow phosphor, the amount of light of the white LED may be adjusted by current pulse width modulation. In a white LED composed of a blue LED and a yellow phosphor, the yellow phosphor is excited by a part of the blue light emitted from the blue LED to emit yellow light, and the blue light and the yellow light are mixed to generate white light. To do. When the current amount is adjusted so that the front luminance of the liquid crystal panel 21 in the narrow viewing angle display is the same value as in the wide viewing angle display, the emission ratio of blue light and yellow light varies. The chromaticity change of the liquid crystal panel 21 occurs. On the other hand, when the amount of light is adjusted by pulse modulation, the adjustment of the amount of light is realized by adjusting the ratio of the light emission time, so that the chromaticity change of the liquid crystal panel 21 can be suppressed in particular. Operations and effects other than those described above in the fourth embodiment are the same as those in the first embodiment.

次に、本発明の第5実施形態について説明する。図14は本第5実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。前述の第4実施形態においては、図13に示すように、白色LED25及び線状光源36を使用している。これに対して、本第5実施形態においては、図14に示すように、線状光源36の替りに、赤色LED28、緑色LED29及び青色LED30を直線状に周期的に配置したものを使用している。これらの赤色LED28、緑色LED29及び青色LED30へ供給する電流量を制御し、これらの光量、即ち輝度を調節する光源調光部26が設けられている。本第5実施形態における上記以外の構成は、前述の第4実施形態と同様である。   Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 14 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to the fifth embodiment. In the fourth embodiment described above, the white LED 25 and the linear light source 36 are used as shown in FIG. In contrast, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 14, instead of the linear light source 36, a red LED 28, a green LED 29, and a blue LED 30 that are periodically arranged in a straight line are used. Yes. A light source dimming unit 26 is provided for controlling the amount of current supplied to the red LED 28, the green LED 29, and the blue LED 30 and adjusting the amount of light, that is, the luminance. The configuration other than the above in the fifth embodiment is the same as that in the fourth embodiment described above.

次に、上述の如く構成された本第5実施形態の動作について説明する。図14に示すように、赤色LED28、緑色LED29及び青色LED30から出射された光は、バックライト13に入射される。赤色、緑色及び青色の光は、光の三原色であり、これらが重なり合って白色光となる。バックライト13は、入射された光を面状の光に変換する。広視野角表示の場合においては、この光は、透明・散乱切替素子22に入射されて散乱される。このとき、光の散乱の程度は光の波長に依存しており、波長が短い光ほど強く散乱され、波長が長い光ほど散乱され難い。つまり、青色の光は散乱されやすく、赤色の光は散乱され難いこととなる。従って、液晶パネルを正面から見たときの表示画像は、赤味がかったものとなってしまう。   Next, the operation of the fifth embodiment configured as described above will be described. As shown in FIG. 14, the light emitted from the red LED 28, the green LED 29, and the blue LED 30 is incident on the backlight 13. Red, green, and blue light are the three primary colors of light, and they overlap to become white light. The backlight 13 converts incident light into planar light. In the case of wide viewing angle display, this light is incident on the transparent / scattering switching element 22 and scattered. At this time, the degree of light scattering depends on the wavelength of the light, and the light having a shorter wavelength is more strongly scattered, and the light having a longer wavelength is less likely to be scattered. That is, blue light is easily scattered and red light is difficult to be scattered. Therefore, the display image when the liquid crystal panel is viewed from the front is reddish.

そこで、透明・散乱切替素子22によって光が散乱される場合においては、例えば青色LED30へ供給する電流量を大きくして散乱され易い青色の光を強くし、赤色LED28へ供給する電流量を小さくして散乱され難い赤色の光を弱くする。このように、広視野角表示及び狭視野角表示において、赤色LED28、緑色LED29及び青色LED30の発する光の強度を、透明・散乱切替素子22へ電圧印加の有無と連動して調整することにより、液晶パネルを正面から見たときの表示画像の色合いを一定に保つことができる。本第5実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第4実施形態と同様である。   Therefore, when light is scattered by the transparent / scattering switching element 22, for example, the amount of current supplied to the blue LED 30 is increased to increase blue light that is easily scattered, and the amount of current supplied to the red LED 28 is decreased. The red light that is hard to be scattered is weakened. Thus, in the wide viewing angle display and the narrow viewing angle display, by adjusting the intensity of light emitted from the red LED 28, the green LED 29, and the blue LED 30 in conjunction with the presence or absence of voltage application to the transparent / scattering switching element 22, The color of the display image when the liquid crystal panel is viewed from the front can be kept constant. Operations and effects other than those described above in the fifth embodiment are the same as those in the fourth embodiment described above.

次に、本発明の第6実施形態について説明する。図15は本第6実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。本第6実施形態においては、前述の第1実施形態の構成に加えて、ルーバー12の両面に透明基板121が設けられている。透明基板121の材質は、一例ではポリエチレンテレフタラートである。本第6実施形態における上記以外の構成は、前述の第1実施形態と同様である。   Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 15 is a sectional view showing a liquid crystal display device according to the sixth embodiment. In the sixth embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment described above, transparent substrates 121 are provided on both surfaces of the louver 12. The material of the transparent substrate 121 is, for example, polyethylene terephthalate. The configuration other than the above in the sixth embodiment is the same as that in the first embodiment.

上述の如く構成された本第6実施形態の液晶表示装置においては、ルーバー12の両面に透明基板121が設けられているため、ルーバー12の温度及び湿度の変化に対する耐性を向上させることができ、液晶表示装置の信頼性が向上するという効果がある。本第6実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第1実施形態と同様である。また、本発明の第6実施形態は、前述の第2乃至第5実施形態にも適用できる。   In the liquid crystal display device of the sixth embodiment configured as described above, since the transparent substrate 121 is provided on both surfaces of the louver 12, the resistance to changes in temperature and humidity of the louver 12 can be improved. There is an effect that the reliability of the liquid crystal display device is improved. Operations and effects other than those described above in the sixth embodiment are the same as those in the first embodiment. Further, the sixth embodiment of the present invention can also be applied to the second to fifth embodiments described above.

次に、本発明の第7実施形態について説明する。図16は本第7実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。前述の第6の実施形態の液晶表示装置においては、ルーバーと透明・散乱切替素子とが両面テープで固定されているが、本第7実施形態においては、透明基板121を両面に有するルーバー12と透明・散乱切替素子とが接着され、結果として一体化されている。本第7実施形態における上記以外の構成は、前述の第6実施形態と同様である。   Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. FIG. 16 is a sectional view showing a liquid crystal display device according to the seventh embodiment. In the above-described liquid crystal display device of the sixth embodiment, the louver and the transparent / scattering switching element are fixed with a double-sided tape, but in the seventh embodiment, the louver 12 having the transparent substrate 121 on both sides, The transparent / scattering switching element is bonded and integrated as a result. Other configurations of the seventh embodiment are the same as those of the sixth embodiment.

上述の如く構成された本第7実施形態の液晶表示装置においては、ルーバー12の両側に透明基板121が設けられているだけでなく、ルーバー12と透明・散乱切替素子22が一体形成されているため、ルーバー12の温度及び湿度の変化に対する耐性を向上でき液晶表示装置の信頼性を向上できると共に、液晶表示装置を薄型化することができる。本第7実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第6実施形態と同様である。   In the liquid crystal display device of the seventh embodiment configured as described above, not only the transparent substrate 121 is provided on both sides of the louver 12, but the louver 12 and the transparent / scattering switching element 22 are integrally formed. Therefore, the resistance of the louver 12 to changes in temperature and humidity can be improved, the reliability of the liquid crystal display device can be improved, and the liquid crystal display device can be thinned. Operations and effects other than those described above in the seventh embodiment are the same as those in the sixth embodiment.

次に、本発明の第8実施形態について説明する。図17は本第8実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。本第8実施形態においては、前述の第7実施形態の構成と比較して、ルーバー12と透明・散乱切替素子22が一体形成されており、かつ共通の基板を有することを特徴とする。一例では、ルーバー12が両面に透明基板121を有し、透明・散乱切替素子22側の透明基板としてルーバー12の基板121を兼用しているため、透明・散乱切替素子22はルーバー12側に透明基板9を有しない構造となっている。本第8実施形態における上記以外の構成は、前述の第7実施形態と同様である。   Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. FIG. 17 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to the eighth embodiment. The eighth embodiment is characterized in that the louver 12 and the transparent / scattering switching element 22 are integrally formed and have a common substrate as compared with the configuration of the seventh embodiment. In one example, the louver 12 has a transparent substrate 121 on both sides, and the substrate 121 of the louver 12 is also used as the transparent substrate on the transparent / scattering switching element 22 side. Therefore, the transparent / scattering switching element 22 is transparent on the louver 12 side. The structure does not include the substrate 9. Other configurations in the eighth embodiment are the same as those in the seventh embodiment.

上述の如く構成された本第8実施形態の液晶表示装置においては、本第7実施形態の液晶表示装置と同様に信頼性を向上させることができるだけでなく、液晶表示装置をより薄型化することができる。また、液晶表示装置を構成する基板の数を低減できるため、軽量化も可能である。本第8実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第7実施形態と同様である。   In the liquid crystal display device of the eighth embodiment configured as described above, not only can the reliability be improved as in the liquid crystal display device of the seventh embodiment, but the liquid crystal display device can be made thinner. Can do. In addition, since the number of substrates included in the liquid crystal display device can be reduced, the weight can be reduced. Operations and effects other than those described above in the eighth embodiment are the same as those in the seventh embodiment.

次に、本発明の第9実施形態について説明する。図18は本第9実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。本第9実施形態においては、前述の第8実施形態の構成と比較して、ルーバー12が透明・散乱切替素子22と共通の透明基板121のみを有し、バックライト13側に透明基板を有さない構造となっている。本第9実施形態における上記以外の構成は、前述の第8実施形態と同様である。   Next, a ninth embodiment of the present invention will be described. FIG. 18 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to the ninth embodiment. In the ninth embodiment, the louver 12 has only the transparent substrate 121 common to the transparent / scattering switching element 22 and a transparent substrate on the backlight 13 side as compared with the configuration of the eighth embodiment. It has a structure that does not. The other configurations in the ninth embodiment are the same as those in the eighth embodiment.

上述の如く構成された本第9実施形態の液晶表示装置においては、ルーバー12のバックライト13側の透明基板が省略されているため、本発明の第8実施形態の液晶表示装置より信頼性が低下するが、透明・散乱切替素子22側には透明基板121が配置されているため、本発明の第1実施形態よりは信頼性を向上することができる。また、この第9実施形態は第8実施形態の液晶表示装置と比較して、ルーバー12の有する透明基板を省略できるため、液晶表示装置をより薄型化かつ軽量化することができる。本第9実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第8実施形態と同様である。   In the liquid crystal display device of the ninth embodiment configured as described above, since the transparent substrate on the backlight 13 side of the louver 12 is omitted, the reliability is higher than that of the liquid crystal display device of the eighth embodiment of the present invention. However, since the transparent substrate 121 is arranged on the transparent / scattering switching element 22 side, the reliability can be improved as compared with the first embodiment of the present invention. In addition, the ninth embodiment can omit the transparent substrate of the louver 12 as compared with the liquid crystal display device of the eighth embodiment, so that the liquid crystal display device can be made thinner and lighter. Operations and effects other than those described above in the ninth embodiment are the same as those in the eighth embodiment.

次に、本発明の第10実施形態について説明する。図19は本第10実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。本第10実施形態においては、前述の第1実施形態の構成と比較して、図26に示す非特許文献1に記載の高指向性バックライト213を使用する点が異なる。この従来の高指向性バックライト213においては、導光板の一方にLEDが配置されており、この導光板にはLEDを中心として同心状に1次元マイクロプリズムが形成されている。また、導光板の出射面上には、LEDを中心として同心円状にプリズム構造が配置されたプリズムシートが配置されている。更に、導光板の裏面側、即ち、プリズムシートを設けた面と反対側の面には、反射シートが配置されている。なお、本第10実施形態における上記以外の構成は、前述の第1実施形態と同様である。   Next, a tenth embodiment of the present invention will be described. FIG. 19 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to the tenth embodiment. The tenth embodiment differs from the configuration of the first embodiment described above in that a highly directional backlight 213 described in Non-Patent Document 1 shown in FIG. 26 is used. In this conventional highly directional backlight 213, an LED is arranged on one side of the light guide plate, and a one-dimensional microprism is formed concentrically on the light guide plate around the LED. In addition, a prism sheet having a prism structure concentrically arranged around the LED is disposed on the light exit surface of the light guide plate. Further, a reflection sheet is disposed on the back side of the light guide plate, that is, the surface opposite to the surface on which the prism sheet is provided. The remaining configuration of the tenth embodiment is similar to that of the aforementioned first embodiment.

上述の如く構成された本第10実施形態の液晶表示装置においては、バックライトの光出射面において2次元的に指向性を高めた高指向性バックライト213を使用するため、ルーバー12による光の吸収損失を低減でき、明るい表示が実現できる。また、バックライトの指向性は2次元的であるため、ルーバー12の透明領域と吸収領域が交互に配置された方向と直交する方向に関しても、視野角切替の効果を発揮することができる。なお、本実施形態に好適に使用される高指向性バックライトは、非特許文献1に記載の高指向性バックライトに限定されるものではなく、2次元的に指向性を高めたバックライトであれば同様に適用することができる。   In the liquid crystal display device of the tenth embodiment configured as described above, the high directivity backlight 213 having a two-dimensionally enhanced directivity is used on the light exit surface of the backlight. Absorption loss can be reduced and bright display can be realized. Further, since the directivity of the backlight is two-dimensional, the effect of switching the viewing angle can be exhibited also in the direction orthogonal to the direction in which the transparent areas and the absorption areas of the louver 12 are alternately arranged. In addition, the high directivity backlight used suitably for this embodiment is not limited to the high directivity backlight of a nonpatent literature 1, It is a backlight which improved the directivity in two dimensions. If applicable, it can be applied as well.

図20は、上述の如く構成された本第10実施形態の液晶表示装置において、散乱状態にある透明・散乱切替素子22に若干の電圧を印加して散乱性を調整した実験結果を示すグラフ図であり、横軸は視野角、縦軸は輝度を示す。破線にて示す結果は透明・散乱切替素子を構成するPDLC層に電圧を印加しない場合の輝度分布であり、実線にて示す結果はPDLC層に若干の電圧(一例では1ボルト)を印加した場合の輝度分布である。なお、ここでの若干の電圧とは、透明・散乱切替素子を透明状態にする電圧と比較して小さな電圧であることを意味する。PDLC層に電圧を印加しない場合の正面輝度(0°方向の輝度)は75cd/mであるのに対し、若干の電圧を印加した場合の正面輝度は120cd/mまで向上している。これに対し、斜め方向、具体的には+25°乃至+80°の範囲、又は−25°乃至−80°の範囲では、電圧を印加した場合の輝度が若干低下しているものの、その程度は極めて小さく、電圧を印加しない場合の輝度とほぼ同程度が確保されている。即ち、透明・散乱切替素子の散乱時に若干の電圧を印加して散乱性を若干低下させることにより、斜め方向の輝度を大幅に低下させることなく、正面方向の輝度を大きく向上できることを示している。この効果は、特にバックライトの光量が限られており、広視野表示で正面輝度が低下する場合に有効である。なお、本第10実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第1実施形態と同様である。また、本実施形態においては、前述の第1の実施形態の液晶表示装置に図26に示す従来の高指向性バックライト213を適用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、前述の第2乃至第9の実施形態の液晶表示装置に高指向性バックライト213を適用することも可能である。 FIG. 20 is a graph showing experimental results of adjusting the scattering property by applying a slight voltage to the transparent / scattering switching element 22 in the scattering state in the liquid crystal display device of the tenth embodiment configured as described above. The horizontal axis represents the viewing angle, and the vertical axis represents the luminance. The result shown by the broken line is the luminance distribution when no voltage is applied to the PDLC layer constituting the transparent / scattering switching element, and the result shown by the solid line is when a slight voltage (1 volt in one example) is applied to the PDLC layer. Luminance distribution. Here, the slight voltage means that the voltage is smaller than the voltage for setting the transparent / scattering switching element in the transparent state. The front luminance when no voltage is applied to the PDLC layer (luminance in the 0 ° direction) is 75 cd / m 2 , whereas the front luminance when a slight voltage is applied is improved to 120 cd / m 2 . On the other hand, in the oblique direction, specifically in the range of + 25 ° to + 80 °, or in the range of −25 ° to −80 °, the luminance when a voltage is applied is slightly reduced, but the degree is extremely high. It is small and almost the same as the luminance when no voltage is applied. That is, it is shown that the luminance in the front direction can be greatly improved without significantly reducing the luminance in the oblique direction by applying a slight voltage when scattering by the transparent / scattering switching element to slightly reduce the scattering property. . This effect is particularly effective when the amount of light from the backlight is limited and the front luminance is reduced in wide-field display. The operations and effects other than those described above in the tenth embodiment are the same as those in the first embodiment described above. In the present embodiment, the conventional high directivity backlight 213 shown in FIG. 26 is applied to the liquid crystal display device of the first embodiment described above, but the present invention is not limited to this. The high directivity backlight 213 can be applied to the liquid crystal display devices of the second to ninth embodiments described above.

次に、本発明の第11実施形態について説明する。図21は本発明の液晶表示装置を搭載した携帯端末装置を示す斜視図である。図21に示すように、本発明の液晶表示装置100は、例えば、携帯電話90に搭載される。   Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described. FIG. 21 is a perspective view showing a portable terminal device equipped with the liquid crystal display device of the present invention. As shown in FIG. 21, the liquid crystal display device 100 of the present invention is mounted on a mobile phone 90, for example.

本発明の液晶表示装置は、携帯電話等の携帯機器に好適に適用することができ、携帯機器に搭載する表示装置の視野角切替表示が可能になる。特に、本発明の液晶表示装置を携帯電話に搭載する場合には、少なくとも携帯電話の横方向に、光線方向規制素子であるルーバーの透明領域と吸収領域を交互に配置することにより、携帯電話の横方向に対して広視野角表示と狭視野角表示を切り替えでき、公共交通機関内などでの他人の横方向からの覗き見を防止することが可能となる。なお、携帯機器としては携帯電話のみならず、PDA(Personal Digital Assistant:個人用情報端末)、ゲーム機、デジタルカメラ及びデジタルビデオカメラ等の各種携帯端末装置に適用することができる。更に、本発明の液晶表示装置を搭載した携帯機器は、広視野角表示と狭視野角表示の際の光源光量を夫々独立に可変できる設定を有し、また両方の光源の発光比率を設定可能であっても良い。これにより、使用者が使用環境に合わせて、最適の視野角を設定できる。更にまた、携帯機器が電池残量を検出する手段を有し、検出した電池残量に応じて視野角を自動で変更できる制御手段を有していても良い。前述のように、本発明の液晶表示装置では、狭視野角表示時には広視野角表示時よりも電力を低減できるため、電池残量が少なくなった場合には狭視野角表示に自動で変更することで消費電力を低減し、携帯機器の稼働時間を延長できる。   The liquid crystal display device of the present invention can be suitably applied to a mobile device such as a mobile phone, and the display angle switching display of the display device mounted on the mobile device becomes possible. In particular, when the liquid crystal display device of the present invention is mounted on a mobile phone, at least in the lateral direction of the mobile phone, the transparent region and the absorption region of the louver which is a light direction regulating element are alternately arranged, thereby The wide viewing angle display and the narrow viewing angle display can be switched with respect to the horizontal direction, so that it is possible to prevent others from peeping in the public transport. Note that the portable device can be applied not only to a cellular phone but also to various portable terminal devices such as a PDA (Personal Digital Assistant), a game machine, a digital camera, and a digital video camera. Furthermore, the portable device equipped with the liquid crystal display device of the present invention has a setting that can independently vary the light amount of the light source in the wide viewing angle display and the narrow viewing angle display, and can set the light emission ratio of both light sources. It may be. Thereby, the user can set the optimal viewing angle according to the usage environment. Furthermore, the portable device may have a means for detecting the remaining battery level, and may have a control unit that can automatically change the viewing angle in accordance with the detected remaining battery level. As described above, in the liquid crystal display device of the present invention, the power can be reduced when the narrow viewing angle is displayed than when the wide viewing angle is displayed. Therefore, when the battery level is low, the display is automatically changed to the narrow viewing angle. This can reduce power consumption and extend the operating time of portable devices.

次に、本発明の第12実施形態について説明する。図22は本第12実施形態に係る液晶表示装置の透明・散乱切替素子22を示す上面図である。本第12実施形態においては、前述の第1実施形態の構成と比較して、透明・散乱切替素子22の電極10のうち少なくとも片側がライン状に加工されている点が異なる。本第12実施形態における上記以外の構成は、前述の第1実施形態と同様である。   Next, a twelfth embodiment of the present invention will be described. FIG. 22 is a top view showing the transparent / scattering switching element 22 of the liquid crystal display device according to the twelfth embodiment. The twelfth embodiment is different from the configuration of the first embodiment described above in that at least one side of the electrode 10 of the transparent / scattering switching element 22 is processed into a line shape. Other configurations in the twelfth embodiment are the same as those in the first embodiment.

上述の如く構成された本第12実施形態の液晶表示装置においては、透明・散乱切替素子22のライン状に加工された電極10に異なる電圧を印加することにより、透明・散乱切替を面内で部分的に行うことができる。これにより、例えば液晶表示装置に表示される画像情報に基づき、機密性の高い情報を表示する部分のみ透明・散乱切替素子22を透明にし、狭視野角表示することが可能となる。なお、透明・散乱切替素子22の電極10の形状はライン状に限定されるものではなく、ブロック状でもよい。   In the liquid crystal display device according to the twelfth embodiment configured as described above, by applying different voltages to the electrodes 10 processed into a line shape of the transparent / scattering switching element 22, the transparent / scattering switching can be performed in-plane. Can be done in part. As a result, for example, based on image information displayed on the liquid crystal display device, the transparent / scattering switching element 22 is made transparent only in a portion where highly confidential information is displayed, and a narrow viewing angle display can be performed. The shape of the electrode 10 of the transparent / scattering switching element 22 is not limited to a line shape, and may be a block shape.

これにより、狭視野角表示と広視野角表示をブロック状に切替できる。また、PDLC層の上下に配置された2枚の透明基板において、電極は夫々ライン状に加工され、かつその長手方向が直交するように配置されていてもよい。これにより、透明・散乱切替素子の単純マトリクス駆動が可能になり、画面上の任意の部分の視野角が切替可能になる。本第12実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第1実施形態と同様である。   Thereby, a narrow viewing angle display and a wide viewing angle display can be switched to a block shape. Further, in the two transparent substrates arranged above and below the PDLC layer, the electrodes may be processed in a line shape and arranged so that their longitudinal directions are orthogonal to each other. Thereby, the simple matrix drive of the transparent / scattering switching element is possible, and the viewing angle of an arbitrary part on the screen can be switched. Operations and effects other than those described above in the twelfth embodiment are the same as those in the first embodiment.

なお、前述の各実施形態及び各変形例に使用するPDLC層においては、電圧を印加していないときは散乱状態であり、電圧印加時には透明状態であるものを使用している。これにより、前記透明・散乱素子は、入射された光を散乱する状態のときに電力を消費しないため、バックライト光源にその分の電力を割り当てられるため、散乱状態時の面状光源の明るさを向上できる。しかし、上記態様に限らず、電圧を印加していないときは透明状態であり、電圧印加時には散乱状態であるPDLC層を使用してもよい。このようなPDLC層は、電圧を印加しながら露光して硬化させることにより得られる。これにより、携帯情報端末において、使用頻度が高い狭視野表示において、PDLC層に電圧を印加する必要がなく、電力消費を抑制することができる。   In the PDLC layer used in each of the above-described embodiments and modifications, a PDLC layer that is in a scattering state when no voltage is applied and is in a transparent state when a voltage is applied is used. As a result, the transparent / scattering element does not consume power when it is in a state of scattering incident light, and accordingly, power for the backlight light source can be allocated. Therefore, the brightness of the planar light source in the scattering state Can be improved. However, the present invention is not limited thereto, and a PDLC layer that is in a transparent state when no voltage is applied and is in a scattering state when a voltage is applied may be used. Such a PDLC layer is obtained by exposing and curing while applying a voltage. Thereby, it is not necessary to apply a voltage to the PDLC layer in the narrow-field display that is frequently used in the portable information terminal, and power consumption can be suppressed.

また、PDLC層に使用する液晶分子としてコレステリック液晶又は強誘電性液晶等を用いてもよい。これらの液晶は、印加電圧をオフにしても電圧を印加していたときの配向状態のままであり、メモリー性がある。このようなPDLC層を使用することにより、消費電力を低減することが可能となる。   Further, cholesteric liquid crystal, ferroelectric liquid crystal, or the like may be used as the liquid crystal molecules used for the PDLC layer. These liquid crystals remain in the alignment state when a voltage is applied even when the applied voltage is turned off, and have a memory property. By using such a PDLC layer, power consumption can be reduced.

また、図23に示すように、光線方向規制素子の透明領域と吸収領域が交互に形成された方向と、液晶表示パネルの画素配列方向が平行でなくてもよい。これにより、光線方向規制素子と前記表示パネルに起因するモアレを低減でき、液晶表示装置の高画質化が可能となる。   Further, as shown in FIG. 23, the direction in which the transparent regions and the absorption regions of the light direction restricting element are alternately formed and the pixel arrangement direction of the liquid crystal display panel may not be parallel. Thereby, moire caused by the light direction regulating element and the display panel can be reduced, and the liquid crystal display device can be improved in image quality.

本発明の面状光源と組み合わせて使用する表示パネルは、透過型液晶パネルに限定されず、バックライトを使用する表示パネルであれば使用可能であるが、特に視野角依存性の少ない液晶パネルを好適に使用することができる。そのような液晶パネルのモードの例としては、横電界モードではIPS(インプレインスイッチング)方式、FFS(フリンジ・フィールド・スイッチング)方式及びAFFS(アドヴァンスト・フリンジ・フィールド・スイッチング)方式等が挙げられる。また、垂直配向モードではマルチドメイン化され視野角依存性が低減されたMVA(マルチドメイン・ヴァーティカル・アライメント)方式、PVA(パターンド・ヴァーティカル・アライメント)方式、及びASV(アドヴァンスト・スーパー・ヴイ)方式等が挙げられる。更に、本発明はフィルム補償TNモードの液晶表示パネルも好適に使用することができる。これらの視野角依存性が少ない液晶パネルを使用することにより、前記透明・散乱切替素子が散乱状態の際に、表示の階調反転を抑制でき、視認性を向上できる。また、液晶パネルは透過型に限定されず、各画素に透過領域を有するパネルであれば使用可能であり、各画素の一部に反射領域を有する半透過型液晶パネル、微透過型液晶パネル、及び微反射型液晶パネルでも使用可能である。なお、反射領域は必ずしも視野角依存性が低減されている必要はなく、透過領域のみの視野角依存性が低減されていてもよい。   The display panel used in combination with the planar light source of the present invention is not limited to a transmissive liquid crystal panel, and any display panel using a backlight can be used. It can be preferably used. Examples of such liquid crystal panel modes include an IPS (in-plane switching) system, an FFS (fringe field switching) system, and an AFFS (advanced fringe field switching) system in the transverse electric field mode. . In the vertical alignment mode, MVA (multi-domain vertical alignment) method, PVA (patterned vertical alignment) method, and ASV (advanced super (Vuy) method. Furthermore, a liquid crystal display panel of a film compensation TN mode can be suitably used in the present invention. By using these liquid crystal panels with little viewing angle dependency, display inversion can be suppressed and visibility can be improved when the transparent / scattering switching element is in a scattering state. Further, the liquid crystal panel is not limited to the transmissive type, and any liquid crystal panel can be used as long as it has a transmissive region in each pixel. A transflective liquid crystal panel having a reflective region in a part of each pixel, a slightly transmissive liquid crystal panel, It can also be used in a micro-reflection type liquid crystal panel. Note that the viewing angle dependency of the reflective region is not necessarily reduced, and the viewing angle dependency of only the transmissive region may be reduced.

本発明の第1実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る液晶表示装置に使用するバックライトの例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of the backlight used for the liquid crystal display device which concerns on 1st Embodiment of this invention. バックライトから出射された光の方向を示す図である。It is a figure which shows the direction of the light radiate | emitted from the backlight. 本発明の第1実施形態に係る液晶表示装置に使用するルーバーの例を示す平面図The top view which shows the example of the louver used for the liquid crystal display device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る液晶表示装置の広視野角時の配光特性を示す図である。It is a figure which shows the light distribution characteristic at the time of a wide viewing angle of the liquid crystal display device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る液晶表示装置の狭視野角時の配光特性を示す図である。It is a figure which shows the light distribution characteristic at the time of a narrow viewing angle of the liquid crystal display device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の第1変形例に係る液晶表示装置に使用するルーバーの例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of the louver used for the liquid crystal display device which concerns on the 1st modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の第2変形例に係る液晶表示装置に使用するルーバーの例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of the louver used for the liquid crystal display device which concerns on the 2nd modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の第3変形例に係る液晶表示装置の広視野角時の配光特性を示す図である。It is a figure which shows the light distribution characteristic at the time of a wide viewing angle of the liquid crystal display device which concerns on the 3rd modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の第3変形例に係る液晶表示装置の狭視野角時の配光特性を示す図である。It is a figure which shows the light distribution characteristic at the time of a narrow viewing angle of the liquid crystal display device which concerns on the 3rd modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the liquid crystal display device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the liquid crystal display device which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the liquid crystal display device which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the liquid crystal display device which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the liquid crystal display device which concerns on 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the liquid crystal display device which concerns on 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the liquid crystal display device which concerns on 8th Embodiment of this invention. 本発明の第9実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the liquid crystal display device which concerns on 9th Embodiment of this invention. 本発明の第10実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the liquid crystal display device which concerns on 10th Embodiment of this invention. 散乱状態にある透明・散乱切替素子に若干の電圧を印加して散乱性を調整した実験結果を示すグラフ図である。It is a graph which shows the experimental result which applied a slight voltage to the transparent and the scattering switching element in a scattering state, and adjusted scattering property. 本発明の液晶表示装置を搭載した携帯端末装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the portable terminal device carrying the liquid crystal display device of this invention. 本発明の第12実施形態に係る液晶表示装置の透明・散乱切替素子を示上面図である。It is a top view which shows the transparent / scattering switching element of the liquid crystal display device which concerns on 12th Embodiment of this invention. 光線方向規制素子の透明領域と吸収領域が交互に形成された方向と、液晶表示パネルの画素配列方向が平行でない液晶表示装置を示す上面図である。It is a top view which shows the liquid crystal display device with which the direction where the transparent area | region and absorption area | region of a light beam direction control element were formed alternately, and the pixel arrangement direction of a liquid crystal display panel are not parallel. 特許文献1に記載されている従来の液晶表示装置を模式的に示す図であり、(a)は電圧無印加時、(b)は電圧印加時を示す図である。It is a figure which shows typically the conventional liquid crystal display device described in patent document 1, (a) is a figure which shows the time at the time of voltage application, (b) at the time of no voltage application. 特許文献2に記載されている従来の液晶表示装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows the conventional liquid crystal display device described in patent document 2 typically. 非特許文献1に記載されている従来の高指向性バックライトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the conventional highly directional backlight described in the nonpatent literature 1.

符号の説明Explanation of symbols

1、101;偏光板
2、8、9、102、108、109、114、121;透明基板
3;ブラックマトリクス
4;透明誘電体層
5;共通電極
6;液晶層
7;画素電極
10、110;電極
11、111;PDLC層
11a、16a;高分子膜
11b、16b;液晶分子
12、14、15;ルーバー
12a、14a、15a;透明領域
12b、15b;吸収領域
13、113;バックライト
16;変調されたPDLC層
21、121;液晶パネル
22;透明・散乱切替素子
25;白色LED
26;光源調光部
27;透明・散乱切替素子制御部
28;赤色LED
29;緑色LED
30;青色LED
33;射影面
34、35;方向
36;線状光源
37;面
38、39、40、41、42、43;分布
90;携帯電話
100;液晶表示装置
131;ゲストホスト液晶セル
131a;液晶分子
131b;色素分子
132;TN−LCD
136;PDLCセル
201;LED
202;導光板
203;プリズムシート
204;反射シート
213;高指向性バックライト
φ;方位角
θ;極角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101; Polarizing plates 2, 8, 9, 102, 108, 109, 114, 121; Transparent substrate 3; Black matrix 4; Transparent dielectric layer 5; Common electrode 6; Liquid crystal layer 7; Electrodes 11, 111; PDLC layers 11a, 16a; polymer films 11b, 16b; liquid crystal molecules 12, 14, 15; louvers 12a, 14a, 15a; transparent regions 12b, 15b; absorption regions 13, 113; PDLC layers 21, 121; liquid crystal panel 22; transparent / scattering switching element 25; white LED
26; light source dimming unit 27; transparent / scattering switching element control unit 28; red LED
29; Green LED
30; Blue LED
33; projection planes 34 and 35; direction 36; linear light source 37; planes 38, 39, 40, 41, 42 and 43; distribution 90; mobile phone 100; liquid crystal display 131; guest host liquid crystal cell 131a; Dye molecule 132; TN-LCD
136; PDLC cell 201; LED
202; light guide plate 203; prism sheet 204; reflective sheet 213; highly directional backlight φ; azimuth angle θ; polar angle

Claims (41)

光を面状に出射するバックライトと、前記バックライトに積層され、光を透過する透明領域と光を吸収する吸収領域とが交互に配列されて形成され、前記バックライトから入射された光を前記透明領域と前記吸収領域との配列方向に垂直な方向に規制して出射する光線方向規制素子と、前記光線方向規制素子に積層され、前記光線方向規制素子から入射された光を透過する状態と散乱する状態とに切え可能な透明・散乱切替素子と、を有し、前記透明・散乱切替素子は、指向性の高い狭角の光を照射する場合は光を透過する状態にされ、指向性の低い広角の光を照射する場合は光を散乱する状態にされることを特徴とする面状光源。 A backlight for emitting light in a plane, laminated on the backlight, the transparent region and the absorption region where the light transmitted through the light is formed by alternately arranged, the light incident from the backlight A light beam direction regulating element that regulates and emits light in a direction perpendicular to the arrangement direction of the transparent region and the absorption region, and is laminated on the light beam direction regulating element and transmits light incident from the light beam direction regulating element a switching Operation exchange example possible transparent-scattering switching element and state scattering, was closed with the transparent-scattering switching element is in a state that transmits light when irradiating the light of high directivity narrow angle is, the planar light source characterized by Rukoto is in a state of scattered light when irradiating the low angle light directivity. 前記バックライトが出射する光は、その出射方向が出射面に垂直な方向に対して楕円放射状に広がっており、前記光線方向規制素子は、前記透明領域と前記吸収領域とが、前記楕円の長径方向に平行な方向に交互に形成されて、前記長径方向に光を規制することを特徴とする請求項1に記載の面状光源。 The light emitted from the backlight spreads in an elliptical radial shape with respect to the direction perpendicular to the emission surface, and the light beam direction regulating element includes the transparent region and the absorption region, the major axis of the ellipse. are formed alternately in a direction parallel to the direction, the surface light source according to claim 1, characterized that you regulate light to the major axis direction. 前記光線方向規制素子は、前記光規制方向から見て、前記吸収領域の中に前記透明領域がマトリクス状に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の面状光源。 3. The planar light source according to claim 1, wherein the light direction restricting element includes the transparent region provided in a matrix in the absorption region as viewed from the light restricting direction. 前記透明領域の形状は、前記光規制方向から見て、円形、楕円形、正方形又は長方形であることを特徴とする請求項3に記載の面状光源。 The planar light source according to claim 3, wherein the transparent region has a circular shape, an elliptical shape, a square shape, or a rectangular shape as viewed from the light regulation direction. 前記光線方向規制素子は、前記透明領域と前記吸収領域とがその光規制方向に垂直な第1の方向に交互になるように形成されている第1層と、前記透明領域と前記吸収領域とが前記光規制方向に垂直で且つ前記第1の方向とも直交する第2の方向に交互になるように形成されている第2層と、からなり、前記第1の方向及び前記第2の方向に光を規制することを特徴とする請求項1に記載の面状光源。 The light beam direction regulating element includes a first layer formed such that the transparent region and the absorption region alternate in a first direction perpendicular to the light regulation direction, the transparent region, and the absorption region. There a second direction to a second layer which is formed so as to alternately orthogonal with and the first direction perpendicular to the light control direction, Tona is, the first direction and the second the planar light source according to claim 1, characterized that you restricting light in the direction. 前記透明・散乱切替素子は、高分子材料と液晶とを複合化した高分子・液晶複合膜が1対の平面電極間に挟まれており、前記高分子・液晶複合膜は、液晶分子の密度が高い高密度部と、液晶分子の密度が低い低密度部と、があり、前記高密度部と前記低密度部は、前記光規制方向に垂直の方向に交互になるように形成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の面状光源。 In the transparent / scattering switching element, a polymer / liquid crystal composite film composed of a polymer material and liquid crystal is sandwiched between a pair of planar electrodes, and the polymer / liquid crystal composite film has a density of liquid crystal molecules. A high-density portion having a high density and a low-density portion having a low density of liquid crystal molecules, and the high-density portion and the low-density portion are alternately formed in a direction perpendicular to the light regulation direction. The planar light source according to claim 1, wherein the planar light source is a light source. 前記透明・散乱切替素子は、高分子材料と液晶とを複合化した高分子・液晶複合膜が1対の平面電極間に挟まれており、前記高分子・液晶複合膜は、前記平面電極間に電圧を印加しない場合には入射された光を透過する状態であり、前記平面電極間に電圧を印加した場合には入射された光を散乱する状態であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の面状光源。 In the transparent / scattering switching element, a polymer / liquid crystal composite film obtained by combining a polymer material and liquid crystal is sandwiched between a pair of planar electrodes, and the polymer / liquid crystal composite film is interposed between the planar electrodes. 2. A state in which incident light is transmitted when no voltage is applied to the first electrode, and a state in which incident light is scattered when a voltage is applied between the planar electrodes. The planar light source according to any one of 6. 前記電圧を印加したときの液晶分子の配向状態は、前記電圧の印加を停止した後において保持されることを特徴とする請求項7に記載の面状光源。 The planar light source according to claim 7, wherein the alignment state of the liquid crystal molecules when the voltage is applied is maintained after the application of the voltage is stopped. 光を面状に出射するバックライトと、光を透過する透明領域と光を吸収する吸収領域とが交互に配列されて形成され、前記バックライトから入射された光を前記透明領域と前記吸収領域との配列方向と直交する方向に規制して出射する光線方向規制素子と、前記光線方向規制素子から入射された光を透過する状態と散乱する状態とに切える透明・散乱切替素子と、前記透明・散乱切替素子から入射された光によって画像を表示する表示パネルと、を有し、前記透明・散乱切替素子は、狭視野表示をする場合は光を透過する状態にされ、広視野表示をする場合は光を散乱する状態にされることを特徴とする表示装置。 A backlight that emits light in a planar shape, a transparent region that transmits light, and an absorption region that absorbs light are alternately arranged, and light incident from the backlight is transmitted to the transparent region and the absorption region. and of the light-direction regulating element for emitting restricted in the direction orthogonal to the arrangement direction, and the light-direction regulating obtain replacement Ri switch to the state of scattering as transmitting incident light from the element transparent-scattering switching element A display panel that displays an image by light incident from the transparent / scattering switching element, and the transparent / scattering switching element is in a state of transmitting light when performing narrow-field display, and has a wide field of view. display device comprising Rukoto is in a state of scattered light when the display. 前記バックライトが出射する光は、その出射方向が出射面に垂直な方向に対して楕円放射状に広がっており、前記光線方向規制素子は、前記透明領域と前記吸収領域とが、前記楕円の長径方向に平行な方向に交互に形成され、前記長径方向に光を規制することを特徴とする請求項9に記載の表示装置。 The light emitted from the backlight spreads in an elliptical radial shape with respect to the direction perpendicular to the emission surface, and the light beam direction regulating element includes the transparent region and the absorption region, each having a major axis of the ellipse. are alternately formed in a direction parallel to the direction, the display device according to claim 9, characterized that you regulate light to the major axis direction. 前記光線方向規制素子は、前記光規制方向から見て、前記吸収領域の中に前記透明領域がマトリクス状に設けられていることを特徴とする請求項9又は10に記載の表示装置。 11. The display device according to claim 9, wherein the light beam direction regulating element has the transparent area provided in a matrix in the absorption area when viewed from the light regulating direction. 前記透明領域の形状は、前記光規制方向から見て、円形、楕円形、正方形又は長方形であることを特徴とする請求項11に記載の表示装置。 The display device according to claim 11, wherein a shape of the transparent region is a circle, an ellipse, a square, or a rectangle when viewed from the light regulation direction. 前記光線方向規制素子は、前記透明領域と前記吸収領域とがその光規制方向に垂直な第1の方向に交互になるように形成されている第1層と、前記透明領域と前記吸収領域とが前記光規制方向に垂直で且つ前記第1の方向とも直交する第2の方向に交互になるように形成されている第2層と、からなり、前記第1の方向及び前記第2の方向に光を規制することを特徴とする請求項9に記載の表示装置。 The light beam direction regulating element includes a first layer formed such that the transparent region and the absorption region alternate in a first direction perpendicular to the light regulation direction, the transparent region, and the absorption region. There a second direction to a second layer which is formed so as to alternately orthogonal with and the first direction perpendicular to the light control direction, Tona is, the first direction and the second the display device according to claim 9, characterized that you restricting light in the direction. 前記透明・散乱切替素子は、高分子材料と液晶とを複合化した高分子・液晶複合膜が1対の平面電極間に挟まれており、前記高分子・液晶複合膜は、液晶分子の密度が高い高密度部と、液晶分子の密度が低い低密度部と、があり、前記高密度部と前記低密度部は、前記光規制方向に垂直の方向に交互になるように形成されていることを特徴とする請求項9乃至13のいずれか1項に記載の表示装置。 In the transparent / scattering switching element, a polymer / liquid crystal composite film composed of a polymer material and liquid crystal is sandwiched between a pair of planar electrodes, and the polymer / liquid crystal composite film has a density of liquid crystal molecules. A high-density portion having a high density and a low-density portion having a low density of liquid crystal molecules, and the high-density portion and the low-density portion are alternately formed in a direction perpendicular to the light regulation direction. The display device according to claim 9, wherein the display device is a display device. 前記透明・散乱切替素子は、高分子材料と液晶とを複合化した高分子・液晶複合膜が1対の平面電極間に挟まれており、前記高分子・液晶複合膜は、前記平面電極間に電圧を印加しない場合には入射された光を透過する状態であり、前記平面電極間に電圧を印加した場合には入射された光を散乱する状態であることを特徴とする請求項9乃至14のいずれか1項に記載の表示装置。 In the transparent / scattering switching element, a polymer / liquid crystal composite film obtained by combining a polymer material and liquid crystal is sandwiched between a pair of planar electrodes, and the polymer / liquid crystal composite film is interposed between the planar electrodes. 10. A state in which incident light is transmitted when no voltage is applied to the electrode, and a state in which incident light is scattered when a voltage is applied between the planar electrodes. 14. The display device according to any one of 14. 前記電圧を印加したときの液晶分子の配向状態は、前記電圧の印加を停止した後において保持されることを特徴とする請求項15に記載の表示装置。 16. The display device according to claim 15, wherein the alignment state of the liquid crystal molecules when the voltage is applied is maintained after the application of the voltage is stopped. 前記透明・散乱切替素子が散乱状態の場合には、前記透明・散乱切替素子が透明状態の場合よりも前記バックライトの光量を大きくすることにより、前記表示パネルに表示される画像の明るさが一定になるように調整することを特徴とする請求項9乃至16のいずれか1項に記載の表示装置。 When the transparent / scattering switching element is in a scattering state, the brightness of an image displayed on the display panel is increased by increasing the amount of light of the backlight compared to when the transparent / scattering switching element is in a transparent state. The display device according to claim 9, wherein the display device is adjusted to be constant. 前記バックライトは、白色光源であることを特徴とする請求項17に記載の表示装置。 The display device according to claim 17, wherein the backlight is a white light source. 前記バックライトは赤色光源、緑色光源及び青色光源からなっており、前記赤色光源、前記緑色光源及び前記青色光源が夫々独立して調整されることを特徴とする請求項17に記載の表示装置。 The display device according to claim 17, wherein the backlight includes a red light source, a green light source, and a blue light source, and the red light source, the green light source, and the blue light source are independently adjusted. 前記バックライトが出射する光は、その出射方向が出射面に垂直な方向に対して楕円放射状に広がっており、前記光線方向規制素子は、前記透明領域と前記吸収領域とが、前記楕円の短径方向に平行な方向に交互に形成され、前記短径方向に光を規制することを特徴とする請求項1に記載の面状光源。 The light emitted from the backlight spreads in an elliptical radial shape with respect to the direction perpendicular to the emission surface, and the light beam direction restricting element includes the transparent region and the absorbing region that are short of the ellipse. are alternately formed in a direction parallel to the radial direction, the surface light source according to claim 1, characterized that you regulate light to the minor axis. 前記バックライトが出射する光は、その出射方向が出射面に垂直な方向に対して円放射状に集光されていることを特徴とする請求項1に記載の面状光源。 2. The planar light source according to claim 1, wherein the light emitted from the backlight is condensed in a circular radial shape with respect to a direction perpendicular to the emission surface. 前記透明・散乱切替素子は、高分子材料と液晶とを複合化した高分子・液晶複合膜が1対の平面電極間に挟まれており、前記高分子・液晶複合膜は、前記平面電極間に電圧を印加した場合には入射された光を透過する状態であり、前記平面電極間に電圧を印加しない場合には入射された光を散乱する状態であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の面状光源。 In the transparent / scattering switching element, a polymer / liquid crystal composite film obtained by combining a polymer material and liquid crystal is sandwiched between a pair of planar electrodes, and the polymer / liquid crystal composite film is interposed between the planar electrodes. 2. A state in which incident light is transmitted when a voltage is applied to the first electrode, and a state in which incident light is scattered when no voltage is applied between the planar electrodes. The planar light source according to any one of 6. 前記電圧を印加したときの液晶分子の配向状態は、前記電圧の印加を停止した後において保持されることを特徴とする請求項22に記載の面状光源。 The planar light source according to claim 22, wherein the alignment state of the liquid crystal molecules when the voltage is applied is maintained after the application of the voltage is stopped. 前記透明・散乱切替素子と前記光線方向規制素子は、一体形成されていることを特徴とする請求項1乃至8、20乃至23のいずれか1項に記載の面状光源。 The planar light source according to any one of claims 1 to 8, and 20 to 23, wherein the transparent / scattering switching element and the light beam direction regulating element are integrally formed. 前記透明・散乱切替素子と前記光線方向規制素子は、共通の基板を有することを特徴とする請求項24に記載の面状光源。 The planar light source according to claim 24, wherein the transparent / scattering switching element and the light beam direction regulating element have a common substrate. 前記光線方向規制素子の基板は、前記透明・散乱切替素子との共通の基板のみであることを特徴とする請求項25に記載の面状光源。 The planar light source according to claim 25, wherein a substrate of the light beam direction regulating element is only a common substrate with the transparent / scattering switching element. 前記バックライトの光量と、前記透明・散乱切替素子の透明・散乱状態は、夫々独立に設定可能であることを特徴とする請求項1乃至8、請求項20乃至26のいずれか1項に記載の面状光源。 27. The light quantity of the backlight and the transparent / scattering state of the transparent / scattering switching element can be set independently, respectively. 27. Planar light source. 前記透明・散乱切替素子は、前記平面電極間に電圧を印加しない場合には入射された光を散乱する状態であり、散乱する状態で使用するときに前記透明・散乱素子に電圧が印加されることを特徴とする請求項1乃至6、20乃至23のいずれか1項に記載の面状光源。 The transparent / scattering switching element scatters incident light when no voltage is applied between the planar electrodes, and a voltage is applied to the transparent / scattering element when used in a scattered state. The planar light source according to any one of claims 1 to 6, 20 to 23. 請求項1乃至8、20乃至28のいずれか1項に記載の面状光源を有することを特徴とする表示装置。 A display device comprising the planar light source according to any one of claims 1 to 8 and 20 to 28. 前記透明・散乱切替素子の平面電極は、ライン状又はブロック状に形成され、前記表示パネルに表示される画像情報に基づき、前記透明・散乱切替素子の透明・散乱切替を部分的に行うことを特徴とする請求項9乃至19、29のいずれか1項に記載の表示装置。 The planar electrode of the transparent / scattering switching element is formed in a line shape or a block shape, and the transparent / scattering switching element is partially switched based on image information displayed on the display panel. 30. The display device according to any one of claims 9 to 19, and 29. 前記白色光源は青色LEDと黄色蛍光体とから構成され、パルス変調により光量を調整することを特徴とする請求項18に記載の表示装置。 The display device according to claim 18, wherein the white light source includes a blue LED and a yellow phosphor, and adjusts a light amount by pulse modulation. 前記光線方向規制素子の前記透明領域と前記吸収領域が交互に形成された方向と、前記表示パネルの画素配列方向が平行でないことを特徴とする請求項9乃至19、29乃至31のいずれか1項に記載の表示装置。 32. The direction in which the transparent regions and the absorption regions of the light beam direction restricting element are alternately formed and the pixel array direction of the display panel are not parallel to each other. The display device according to item. 前記表示パネルは液晶パネルであり、この液晶表示パネルは横電界モード、マルチドメイン垂直配向モード又はフィルム補償TNモードであることを特徴とする請求項9乃至19、29乃至32のいずれか1項に記載の表示装置。 The display panel is a liquid crystal panel, and the liquid crystal display panel is in a horizontal electric field mode, a multi-domain vertical alignment mode, or a film compensated TN mode, according to any one of claims 9 to 19, 29 to 32. The display device described. 請求項1乃至8、20乃至28のいずれか1項に記載の面状光源を有することを特徴とする携帯端末装置。 A portable terminal device comprising the planar light source according to any one of claims 1 to 8 and 20 to 28. 携帯電話、個人用情報端末、ゲーム機、デジタルカメラ又はデジタルビデオであることを特徴とする請求項34に記載の携帯端末装置。 The mobile terminal device according to claim 34, wherein the mobile terminal device is a mobile phone, a personal information terminal, a game machine, a digital camera or a digital video. 前記バックライトの光量と、前記透明・散乱切替素子の透明・散乱状態とを、夫々独立に可変できる調整手段を有することを特徴とする請求項34又は35に記載の携帯端末装置。 36. The portable terminal device according to claim 34 or 35, further comprising adjusting means capable of independently changing a light amount of the backlight and a transparent / scattering state of the transparent / scattering switching element. 前記携帯端末装置は電力蓄積手段と、前記電力蓄積手段に蓄積された電力の残量検出手段とを有し、検出した残量情報に基づいて前記バックライトの光量と前記透明・散乱切替素子の透明・散乱状態とを自動的に変更する制御手段を有することを特徴とする請求項36に記載の携帯端末装置。 The portable terminal device has a power storage unit and a remaining power detection unit for the power stored in the power storage unit. Based on the detected remaining amount information, the amount of light of the backlight and the transparent / scattering switching element 37. The portable terminal device according to claim 36, further comprising control means for automatically changing the transparent / scattering state. 前記携帯端末装置の横方向に前記光線方向規制素子の前記透明領域と前記吸収領域を交互に形成することを特徴とする請求項34乃至37のいずれか1項に記載の携帯端末装置。 The mobile terminal device according to any one of claims 34 to 37, wherein the transparent region and the absorption region of the light beam direction regulating element are alternately formed in a lateral direction of the mobile terminal device. 入射光の方向を規制して出射する光線方向規制素子と、この光線方向規制素子から入射された光を透過する状態と散乱する状態とに切替可能の透明・散乱切替素子とが一体形成されていることを特徴とする光線方向切替素子。 A light beam direction regulating element that regulates the direction of incident light and a transparent / scattering switching element that can be switched between a state that transmits light scattered from the light direction regulating element and a state that scatters are integrally formed. A beam direction switching element characterized by comprising: 前記透明・散乱切替素子と前記光線方向規制素子は、共通の基板上に形成されていることを特徴とする請求項39に記載の光線方向切替素子。 40. The light beam direction switching element according to claim 39, wherein the transparent / scattering switching element and the light beam direction regulating element are formed on a common substrate. 前記光線方向規制素子の基板は、前記透明・散乱切替素子との共通の基板のみであることを特徴とする請求項40に記載の光線方向切替素子。 41. The light beam direction switching element according to claim 40, wherein a substrate of the light beam direction regulating element is only a common substrate with the transparent / scattering switching element.
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