JP4347163B2 - Display device and electronic device - Google Patents
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Description
本発明は表示装置および視野角制御装置に関し、特に視線方向によって視認される画像が変わるモードに切り替えできる表示装置および電子機器に関するものである。 The present invention relates to a display device and a viewing angle control device, and more particularly to a display device and an electronic apparatus that can be switched to a mode in which an image visually recognized according to a viewing direction is changed.
近年、電子機器の軽量化が進んでおり、携帯電話機やモバイルパソコン等ディスプレイを有する電子機器も、持ち出して公共の場で使用できるようになっている。この場合、機密文書や個人的に閲覧したい情報がそばにいる人にも見えてしまうという問題が生じていた。 In recent years, electronic devices have been made lighter, and electronic devices having a display such as mobile phones and mobile personal computers can be taken out and used in public places. In this case, there has been a problem that confidential documents and information to be personally viewed can be seen by people nearby.
この問題に対応して、通常は広視野角表示モードに設定でき、公共の場へ持ち出して使用する場合には、狭視野角表示モードに切り替えられる表示装置が提案されている。なお、狭視野角モードとは、使用者のいるディスプレイ真正面からは通常どおりの表示画像が視認でき、斜め方向からは無地画像または別の画像が見えるモードである。また、広視野角表示モードへの切り替えを可能とすることで、撮影した画像を多人数で見たいときなど広視野角が求められる場合にも対応できる。 In response to this problem, there has been proposed a display device that can normally be set to a wide viewing angle display mode and can be switched to a narrow viewing angle display mode when being taken out to a public place. The narrow viewing angle mode is a mode in which a normal display image can be viewed from the front of the display where the user is present, and a plain image or another image can be viewed from an oblique direction. In addition, by enabling switching to the wide viewing angle display mode, it is possible to cope with a case where a wide viewing angle is required, such as when a photographed image is desired to be viewed by a large number of people.
このような表示を行うための部品として、例えば、特許文献1に開示される視野角可変素子は、一対の基板の間の液晶層が、基板に対して垂直方向に液晶分子が配向することで狭視野角となり、平行方向に配向することで広視野角となっている。また、特許文献2には、2枚のガラス板の間の液晶の配向を変更することにより、情報表示手段の視野角を変更する視野角変更手段が記載されている。
As a component for performing such display, for example, the viewing angle variable element disclosed in Patent Document 1 is such that a liquid crystal layer between a pair of substrates is aligned with liquid crystal molecules in a direction perpendicular to the substrates. It has a narrow viewing angle and a wide viewing angle by being oriented in the parallel direction.
さらに、表示装置をいくつかの区画に分け、それぞれの区画で液晶配向方向等を異ならせることで、狭視野角モードにおいて、正面以外の方向からディスプレイを見た場合に、ディスプレイに表示されたものとは異なる別の画像が視認できるようにする構成のものもある。例えば、特許文献3には、液晶層を挟む配向膜が複数の領域に区画され、隣接する前記領域の配向方向が異なる液晶表示装置が開示されている。また、特許文献4には、視角方向が異なる第1の液晶セルと第2の液晶セルとを交互に配する液晶表示装置が開示されている。
しかしながら、上記特許文献1の構成では、液晶分子を垂直配向することにより屈折率を変化させて狭視野角モードとしているが、このような屈折率を利用した視野角制御は、画像の表示品位を保つのが困難である。 However, in the configuration of Patent Document 1 described above, the refractive index is changed by vertically aligning liquid crystal molecules to form a narrow viewing angle mode. However, the viewing angle control using such a refractive index improves the display quality of an image. Difficult to keep.
また、特許文献2には、液晶の配向を変更することによりディスプレイの視野角を制御することが記載されているものの、どのように液晶の配向を変更するのかが記載されておらず、視野角制御を実現できない。
さらに、特許文献3の構成は、正面方向以外の方向からは、表示信号とは無関係な固定パターンが視認されることが記載されているが、構造上、右方向から見たパターンと左方向から見たパターンとは、白黒が反転するため、正面方向以外の方向から見たときに適切に表示画像を隠すことができない。つまり、右方向から見た場合に非透過領域を多くすると、左方向から見た場合には透過領域が多くなるため、左右両方から見た場合に画面を隠そうとすると、非透過、透過の領域が半々の千鳥格子のような画像を被せて見えにくくすることしかできない。
Furthermore, although the configuration of
また、特許文献4の構成は、小さな液晶セルを多数配列版に配列したものであるが、このような液晶表示装置は、構成が複雑であり、製造が困難である。
In addition, the configuration of
以上のように、表示品位が高く、斜めからの視線に対して表示画像を適切に隠せるようにモード切り替えができる、簡単な構成の表示装置は知られていない。 As described above, there is no known display device with a simple configuration that has a high display quality and can switch modes so that a display image can be appropriately hidden from an oblique line of sight.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で、表示品位が保たれ、モード切替によって、特定の方向からは表示画像を隠すことのできる表示装置を実現することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a display device that can maintain display quality with a simple configuration and can hide a display image from a specific direction by mode switching. Is to realize.
本発明に係る表示装置は、上記課題を解決するために、画像を表示するための映像表示手段と、視認される画像を、単一画像表示モードと、上記映像表示手段の正面方位とその側面方位の少なくとも一部とで異なる画像を表示する複数画像表示モードとに電気的に切り替えるための表示切替手段と、上記表示切替手段に一定方向の直線偏光を入射させる第1偏光手段と、上記表示切替手段から出射する光のうち一定方向の直線偏光を取り出す第2偏光手段と、を備える表示装置において、上記表示切替手段が、一対の基板間に配された液晶層であり、上記第1偏光手段の偏光透過軸と第2偏光手段の偏光透過軸とが平行であり、上記偏光透過軸の方向が、上記表示切替手段の基板と直交する方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向と略平行または略垂直であり、単一画像表示モードでは、上記液晶層の液晶分子を基板と直交する方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向と、上記液晶分子に入射する光の直線偏光方向とが略平行または略垂直であり、かつ、上記液晶層の少なくとも一部の液晶分子が、その長軸方向が上記基板と略平行または略垂直となるように配向されており、複数画像表示モードでは、上記液晶層の液晶分子を基板と直交する方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向と、上記液晶分子に入射する光の直線偏光方向とが略平行または略垂直であり、かつ、上記液晶層の少なくとも一部の液晶分子が、その長軸方向が基板に対して傾斜するように配向されており、液晶分子に電圧無印加の状態で単一画像表示モードとなり、液晶分子に所定の電圧を印加することで、複数画像表示モードとなることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a display device according to the present invention includes a video display means for displaying an image , an image to be viewed , a single image display mode , a front orientation of the video display means, and a side surface thereof. Display switching means for electrically switching to a multiple image display mode for displaying an image different in at least part of the orientation, first polarizing means for causing linearly polarized light in a certain direction to enter the display switching means, and the display And a second polarization unit that extracts linearly polarized light in a certain direction out of the light emitted from the switching unit, wherein the display switching unit is a liquid crystal layer disposed between a pair of substrates, and the first polarization unit The polarization transmission axis of the means and the polarization transmission axis of the second polarization means are parallel, and the direction of the polarization transmission axis is the major axis direction of the liquid crystal molecules when projected from the direction orthogonal to the substrate of the display switching means. Roughly flat Or in the single image display mode, the major axis direction of the liquid crystal molecules when the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are projected from the direction orthogonal to the substrate, and the linear polarization direction of the light incident on the liquid crystal molecules Is substantially parallel or substantially vertical, and at least some of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are aligned such that the major axis direction thereof is substantially parallel or substantially perpendicular to the substrate. The major axis direction of the liquid crystal molecules when the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are projected from the direction orthogonal to the substrate and the linear polarization direction of the light incident on the liquid crystal molecules are substantially parallel or substantially perpendicular, and At least a part of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer is aligned so that the major axis direction is inclined with respect to the substrate, and the liquid crystal molecules are in a single image display mode when no voltage is applied to the liquid crystal molecules. Apply voltage It is, is characterized in that a plurality image display mode.
ここで、傾斜とは、或る方向または或る平面に対し、平行でも垂直でもないことを意味する。 Here, the inclination means that it is neither parallel nor perpendicular to a certain direction or a certain plane.
例えば、上記液晶素子の液晶分子の長軸方向は、上記第1偏光手段の透過軸または吸収軸の方向と光の進行方向とがなす面に含まれており、上記液晶分子は、その長軸方向が、光の進行方向に対して略垂直または略平行である状態と、光の進行方向に対して傾斜している状態とを取り得る構成である。 For example, the major axis direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal element is included in a plane formed by the direction of the transmission axis or absorption axis of the first polarizing means and the traveling direction of light, and the liquid crystal molecules This is a configuration that can take a state where the direction is substantially perpendicular or substantially parallel to the light traveling direction and a state inclined with respect to the light traveling direction.
言い換えれば、上記液晶層の液晶分子の長軸方向が、単一画面表示モードでは、上記基板と略平行、かつ、第1偏光手段の偏光透過軸に略平行または略垂直であり、複数画像表示モードでは、この単一画面表示モードの状態から、基板に垂直な方向に傾斜する。あるいは、上記液晶層の液晶分子の長軸方向が、単一画面表示モードでは、上記基板と略垂直であり、複数画像表示モードでは、この単一画面表示モードの状態から、第1偏光手段の偏光透過軸に略平行または略垂直で、かつ、基板に垂直な面内にて傾斜する。 In other words, in the single screen display mode, the major axis direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer is substantially parallel to the substrate and substantially parallel to or substantially perpendicular to the polarization transmission axis of the first polarizing means, and a plurality of images are displayed. In the mode, the single screen display mode is tilted in the direction perpendicular to the substrate. Alternatively, the major axis direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer is substantially perpendicular to the substrate in the single screen display mode, and from the state of the single screen display mode in the multiple image display mode, It is inclined in a plane substantially parallel or substantially perpendicular to the polarization transmission axis and perpendicular to the substrate.
これによれば、第1偏光手段により、表示切替手段に入射する光が一定方向の直線偏光となる。また、表示切替手段の液晶層においては、液晶分子を基板と直交する方向から投射した場合の長軸方向が、第1偏光手段を透過した光の偏光方向と常に略平行または略垂直となるように配向している。 According to this, the light incident on the display switching unit becomes linearly polarized light in a certain direction by the first polarizing unit. Further, in the liquid crystal layer of the display switching means, the major axis direction when the liquid crystal molecules are projected from the direction orthogonal to the substrate is always substantially parallel or substantially perpendicular to the polarization direction of the light transmitted through the first polarizing means. Oriented.
液晶層に入射する直線偏光の偏光方向と、ある方向から液晶分子を投射した場合の長軸方向とが平行または垂直である場合、この方向から見たときに液晶層での複屈折は生じない。したがって、選択されたモードに限らず、配向変化により液晶分子上の点が描く平面と平行な方向から(以下、「正面方向から」と言う)見た液晶層では複屈折が生じない。よって、第1偏光手段と第2偏光手段との偏光透過軸を平行(同方向)にすることで、第1偏光手段と同じ方向の直線偏光を第2偏光手段にて取り出せば、映像表示装置の画像が視認できる。 When the polarization direction of linearly polarized light incident on the liquid crystal layer and the major axis direction when liquid crystal molecules are projected from a certain direction are parallel or perpendicular, birefringence does not occur in the liquid crystal layer when viewed from this direction. . Therefore, not limited to the selected mode, birefringence does not occur in the liquid crystal layer viewed from a direction parallel to the plane drawn by the dots on the liquid crystal molecules due to orientation change (hereinafter referred to as “from the front direction”). Therefore, if the linearly polarized light in the same direction as the first polarizing means is extracted by the second polarizing means by making the polarization transmission axes of the first polarizing means and the second polarizing means parallel (same direction), the image display device Is visible.
一方、上記正面方向以外から見た場合(以下斜め方向から見た場合、と言う)には、単一画面表示モードか、複数画面表示モードとで、視認される画像が異なる。 On the other hand, when viewed from a direction other than the front direction (hereinafter referred to as viewed from an oblique direction), the visually recognized image is different in the single screen display mode or the multiple screen display mode.
単一画面表示モードでは、液晶分子の長軸方向が上記基板と略平行または略垂直となっているので、斜め方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向も、正面から見た場合と同じになる。よって、斜め方向から見ても、液晶分子に複屈折が生じず、入射光を、液晶層と第2偏光手段とを通過させることができ、映像表示装置の画像が視認できる。 In the single screen display mode, the major axis direction of the liquid crystal molecules is substantially parallel or substantially perpendicular to the substrate, so the major axis direction of the liquid crystal molecules when projected from an oblique direction is the same as when viewed from the front. become. Therefore, even when viewed from an oblique direction, birefringence does not occur in the liquid crystal molecules, and incident light can pass through the liquid crystal layer and the second polarizing means, and the image of the video display device can be visually recognized.
これに対し、複数画面表示モードでは、液晶分子の長軸方向が基板に対して傾斜しているので、斜め方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向が、入射光の偏光方向と交差角をもつ。よって、斜め方向から見た場合に、液晶分子に複屈折が生じ、液晶層を透過した光の偏光方向が変わり、第2偏光手段を通過させることができなくなり、映像表示装置の画像が視認できなくなる。 On the other hand, in the multi-screen display mode, the major axis direction of the liquid crystal molecules is inclined with respect to the substrate, so the major axis direction of the liquid crystal molecules when projected from an oblique direction is the crossing angle with the polarization direction of the incident light. It has. Therefore, when viewed from an oblique direction, birefringence occurs in the liquid crystal molecules, the polarization direction of the light transmitted through the liquid crystal layer changes, and it becomes impossible to pass through the second polarizing means, and the image of the video display device can be visually recognized. Disappear.
したがって、単一画面表示モードでは、どの方向からでも映像表示手段が表示する画像を視認でき、複数画像モードでは、特定の方向からのみ映像表示手段が表示する画像を視認できる。よって、この表示装置で、公共の場所で機密文書を閲覧したいときや、撮影した画像を多人数で見たいときなどの状況に合わせて、視野角を変更できる。 Therefore, in the single screen display mode, the image displayed by the video display means can be viewed from any direction, and in the multiple image mode, the image displayed by the video display means can be viewed only from a specific direction. Therefore, with this display device, the viewing angle can be changed according to the situation such as when viewing a confidential document in a public place or when viewing a captured image with a large number of people.
また、このような構成によれば、複屈折を制御することにより視野角を制御しているので、簡単な構成で、映像表示装置の表示品位は良好に保つことができる。 Further, according to such a configuration, since the viewing angle is controlled by controlling the birefringence, the display quality of the video display device can be kept good with a simple configuration.
なお、複数画面表示モードにおいても、表示切替手段の液晶層において、液晶分子が単一画面表示モードと同様の配向を示す領域があってもかまわない。この場合、複数画面表示モードで斜め方向から見た場合に、上記領域の部分から映像表示装置の画像が見える。 Even in the multi-screen display mode, there may be a region in the liquid crystal layer of the display switching means where the liquid crystal molecules exhibit the same orientation as in the single-screen display mode. In this case, when viewed from an oblique direction in the multi-screen display mode, the image of the video display device can be seen from the portion of the area.
また、液晶分子を投射した場合の「長軸方向」は、投影図が真円となる場合は、全方向が長軸方向であるとみなす。 The “major axis direction” when liquid crystal molecules are projected assumes that all directions are the major axis direction when the projection is a perfect circle.
また、上記したように、本発明の表示装置は、上記第1偏光手段と第2偏光手段との偏光透過軸の方向が平行であり、当該偏光透過軸の方向が、上記表示切替手段の基板と直交する方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向と略平行または略垂直である。 Further, as described above, in the display device of the present invention, the directions of the polarization transmission axes of the first polarizing means and the second polarizing means are parallel, and the direction of the polarization transmission axes is the substrate of the display switching means. Is substantially parallel or substantially perpendicular to the major axis direction of the liquid crystal molecules when projected from a direction perpendicular to the liquid crystal molecules.
このため、他の部材を使用することなく、第2偏光手段が、上記液晶分子から出射する直線偏光を取り出すことができる。したがって、簡単な構造で、第2偏光手段が、上記液晶分子から出射する直線偏光を取り出せる。 For this reason, the 2nd polarizing means can take out the linearly polarized light radiate | emitted from the said liquid crystal molecule, without using another member. Therefore, with a simple structure, the second polarizing means can extract linearly polarized light emitted from the liquid crystal molecules.
また、上記したように、本発明の表示装置は、液晶分子に電圧無印加の状態で単一画面表示モードとなり、液晶分子に所定の電圧を印加することで、複数画像表示モードとなる。Further, as described above, the display device of the present invention is in the single screen display mode when no voltage is applied to the liquid crystal molecules, and is in the multiple image display mode by applying a predetermined voltage to the liquid crystal molecules.
電圧無印加の状態で、液晶分子を基板に対して平行または垂直に配向させることは、一定角度に傾斜させるよりも容易であるので、無印加の状態で単一画面表示モードとすることが好ましい。また、単一画面表示モードで使用することが多い場合は、電圧無印加時に単一画面表示モードとするほうが電力消費が低くなる。Since it is easier to align liquid crystal molecules parallel or perpendicular to the substrate without applying voltage, it is preferable to set the single screen display mode without applying voltage. . Further, when the display is often used in the single screen display mode, the power consumption is lower in the single screen display mode when no voltage is applied.
また、本発明の表示装置は、単一画面表示モードと複数画像表示モードとを切り替えることにより、特定の形状の領域で液晶分子の配向方向が変化することを特徴としている。 In addition, the display device of the present invention is characterized in that the orientation direction of liquid crystal molecules changes in a region having a specific shape by switching between the single screen display mode and the multiple image display mode.
これによれば、単一画面表示モードと複数画像表示モードとを切り替えたときに特定の形状の領域でのみ液晶分子の配向方向が変化し、配向方向が変わらない領域では、モードに関わらず、斜め方向から見た場合にも映像表示装置の画像が見える。したがって、複数画面表示モードで斜め方向から見た場合に、ロゴやキャラクターなどの特定の形状を表示することができる。 According to this, when switching between the single screen display mode and the multiple image display mode, the orientation direction of the liquid crystal molecules changes only in a specific shape region, and in the region where the orientation direction does not change, regardless of the mode, Even when viewed from an oblique direction, the image of the video display device can be seen. Therefore, when viewed from an oblique direction in the multi-screen display mode, a specific shape such as a logo or a character can be displayed.
また、表示されるロゴやキャラクターは、視線方向によって白黒反転することはなく、どの角度からでも同一画像が表示されるので、ほとんどが黒画像の画像を被せて表示させて液晶表示手段の画像を隠すことができる。 In addition, the displayed logo and character are not reversed in black and white depending on the direction of the line of sight, and the same image is displayed from any angle. Therefore, the image of the liquid crystal display means is mostly displayed with a black image covered. Can be hidden.
また、本発明の表示装置は、上記一対の基板の少なくとも一方に、特定の形状に形成されたパターン電極が配されており、パターン電極に印加された電圧を受けた領域で液晶分子の配向方向が変化することを特徴としている。 Further, in the display device of the present invention, a pattern electrode formed in a specific shape is disposed on at least one of the pair of substrates, and the alignment direction of the liquid crystal molecules in a region that receives a voltage applied to the pattern electrode Is characterized by changes.
これによれば、単一画面表示モードと複数画像表示モードとを切り替えたときに、パターン電極に印加された電圧を受けた液晶分子のみ配向方向が変わる。よって、配向方向が変わる領域が、パターン電極の特定の形状に対応する。そして、配向方向が変わらない領域では、モードに関わらず、斜め方向から見た場合にも、映像表示装置の画像が見える。したがって、複数画面表示モードで斜め方向から見た場合に、パターン電極に対応した特定の形状を視認することができる。 According to this, when the single screen display mode and the multiple image display mode are switched, only the liquid crystal molecules that have received the voltage applied to the pattern electrode change the alignment direction. Therefore, the region where the orientation direction changes corresponds to a specific shape of the pattern electrode. In the region where the orientation direction does not change, the image of the video display device can be seen even when viewed from an oblique direction regardless of the mode. Therefore, when viewed from an oblique direction in the multi-screen display mode, a specific shape corresponding to the pattern electrode can be visually recognized.
例えば、パターン電極の印加に応じて複数画像表示モードに切り替わる場合では、パターン電極として、キャラクターやロゴがくりぬかれた電極を形成することで、複数画面表示モードで斜め方向から見た場合には、黒画像にキャラクターやロゴが浮かび上がった画像が視認される。 For example, when switching to the multiple image display mode according to the application of the pattern electrode, by forming an electrode in which a character or logo is hollowed as the pattern electrode, when viewed from an oblique direction in the multiple screen display mode, An image with characters and logos appearing on the black image is visible .
これによれば、単一画面表示モードでは、どの方向からでも映像表示手段が表示する画像を視認でき、複数画像モードでは、特定の方向からは表示画像に他の画像が重なって表示画像を隠すことのできる表示装置を実現することができる。 According to this, in the single screen display mode, the image displayed by the video display means can be viewed from any direction, and in the multiple image mode, the display image is hidden by overlapping the display image from the specific direction. A display device that can be used is realized.
なお、上記「特定の方向」とは、上述した正面方向以外の方向である。 The “specific direction” is a direction other than the front direction described above.
また、この構成では、複数画像モードで、画像切り替え手段の少なくとも一部の液晶分子が、基板と直交する方向から投射した場合の長軸方向と第1偏光手段を透過した光の偏光方向とが略平行または略直角となり、かつ、液晶分子の長軸方向が、基板に対して傾斜するように配向を制御することで実現できる。*
また、本発明の表示装置は、複数画像表示モードでは、上記液晶分子が映像表示手段に表示される画像における上下方向に傾斜していることを特徴としている。
Further, in this configuration, in the multiple image mode, the major axis direction when at least some liquid crystal molecules of the image switching unit project from the direction orthogonal to the substrate and the polarization direction of the light transmitted through the first polarizing unit are This can be realized by controlling the alignment so that the major axis direction of the liquid crystal molecules is tilted with respect to the substrate. *
The display device of the present invention is characterized in that the liquid crystal molecules are inclined in the vertical direction in the image displayed on the video display means in the multiple image display mode.
ここで、「液晶分子が映像表示手段に表示される画像の上下方向に傾斜している」とは、基板に垂直な状態から、映像表示手段に表示されている画像の上方向または下方向に傾斜させることを意味する。つまり、配向変化するときに上記液晶分子上の点が描く平面と、映像表示手段に表示される画像の上下方向とが、略平行になるように、映像表示手段と表示切替手段が貼りあわせられている。 Here, "the liquid crystal molecules are inclined in the vertical direction of the image displayed on the video display means" means that the image displayed on the video display means is upward or downward from a state perpendicular to the substrate. Means to tilt. In other words, the video display means and the display switching means are bonded so that the plane drawn by the dots on the liquid crystal molecules when the orientation changes and the vertical direction of the image displayed on the video display means are substantially parallel. ing.
上記構成によれば、映像表示手段の画像の上下方向を鉛直方向に合わせて置いた場合に、表示装置正面からは映像表示手段の画像が見られ、その左右からは、画像切替手段によって別の画像を重ねられた画像が視認される。したがって、立っている人が大勢いる場所などの視線の高さが比較的揃っていることが想定される場所では、より多くの人に対して画像を隠すことができる。 According to the above configuration, when the vertical direction of the image of the video display means is set to the vertical direction, the image of the video display means is seen from the front of the display device, and from the left and right, another image switching means is used by the image switching means. The image on which the images are superimposed is visually recognized. Therefore, an image can be hidden from more people in places where the line of sight is assumed to be relatively uniform, such as places where many people are standing.
また、本発明の表示装置は、上記表示切替手段の一方の表面に偏光手段が設けられており、表示切替手段の偏光手段が設けられていない方の表面と、映像表示手段と、を貼りあわせることを特徴としている。 The display device of the present invention, bonded the display and the polarizing means provided on one surface of the switch means, the surface of the direction which the polarization means of the display switching means is not provided, and the video display means, the It is characterized by that.
これによれば、偏光手段、映像表示手段、偏光手段、表示切替手段、偏光手段、がこの順序で配置されているので、表示装置の画像品位が向上する。 According to this, since the polarizing means, the video display means, the polarizing means, the display switching means, and the polarizing means are arranged in this order, the image quality of the display device is improved.
また、偏光手段は表示切替手段の片面にのみ設けられているので、映像表示手段と表示切替手段とに挟まれる偏光手段が1つになり、コストや製造工程の手間の面で有利である。さらに、表示切替手段の片面にのみ偏光手段を設けることにより、映像表示手段として液晶表示装置を用いる場合など、映像表示手段の両面に既に偏光手段が設けられている場合にも、対応できる。 In addition, since the polarization means is provided only on one side of the display switching means, there is only one polarization means sandwiched between the video display means and the display switching means, which is advantageous in terms of cost and labor of the manufacturing process. Furthermore, by providing the polarizing means only on one side of the display switching means, it is possible to cope with cases where the polarizing means are already provided on both sides of the video display means, such as when a liquid crystal display device is used as the video display means.
また、本発明の表示装置は、単一画面表示モードと複数画像モードとで映像表示手段の輝度が切り替わることを特徴としている。 Further, the display device of the present invention is characterized in that the luminance of the video display means is switched between the single screen display mode and the multiple image mode.
これによれば、単一画面表示モードでは輝度を高く設定し、複数画像モードでは輝度を低く設定することにより、更に映像表示手段の画像を隠す効果が高くなり、映像表示手段の消費電力量を低減できるという効果を奏する。 According to this, by setting the brightness high in the single screen display mode and setting the brightness low in the multiple image mode, the effect of hiding the image of the video display means is further enhanced, and the power consumption of the video display means is reduced. There is an effect that it can be reduced.
また、本発明の表示装置は、複数画像表示モードでは、液晶分子の長軸方向と上記基板とがなす角度が40度以上50度以下であることを特徴としている。 In addition, the display device of the present invention is characterized in that, in the multiple image display mode, an angle formed between the major axis direction of the liquid crystal molecules and the substrate is 40 degrees or more and 50 degrees or less.
画像切り替え手段において、液晶分子の長軸方向と上記基板とがなす角度を45度とすることで、斜め方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向が、入射光の偏光方向と45度の交差角をもつ。このときに、斜め方向から見ると、液晶分子に最適な複屈折が生じ、液晶層を透過した光の偏光方向が変わり、第2偏光手段を通過しなくなり、映像表示装置の画像を最適に隠す。 In the image switching means, the angle formed between the major axis direction of the liquid crystal molecules and the substrate is 45 degrees, so that the major axis direction of the liquid crystal molecules when projected from an oblique direction is 45 degrees with the polarization direction of the incident light. Has a crossing angle. At this time, when viewed from an oblique direction, optimal birefringence occurs in the liquid crystal molecules, the polarization direction of the light transmitted through the liquid crystal layer changes, and the light does not pass through the second polarizing means, so that the image of the video display device is optimally hidden. .
したがって、複数画像表示モードでは、液晶分子の長軸方向と上記基板とがなす角度を40度以上50度以下とすることで、特定の方向から見た場合に、表示画像に他の画像が良好に重なって表示画像を隠すことができ、状況に合わせて視野角を変更する機能がより向上する。一方、液晶分子の長軸方向と上記基板とがなす角度が上記範囲外であるときには、複屈折の効果がより低くなり、十分に画像を隠せないことがある。 Therefore, in the multi-image display mode, when the angle between the major axis direction of the liquid crystal molecules and the substrate is set to 40 degrees or more and 50 degrees or less, when viewed from a specific direction, other images are good as the display image. The display image can be hidden by overlapping, and the function of changing the viewing angle according to the situation is further improved. On the other hand, when the angle between the major axis direction of the liquid crystal molecules and the substrate is out of the above range, the birefringence effect becomes lower and the image may not be sufficiently hidden .
本発明の電子機器は、以上のような表示装置を搭載している。 The electronic apparatus of the present invention is equipped with the display device as described above.
したがって、簡単な構成で、表示品位が保たれ、モード切替によって、特定の方向からは表示画像を隠すことのできる表示ができる電子機器を実現できる。 Therefore, it is possible to realize an electronic device that can display with a simple configuration, display quality can be maintained, and display images can be hidden from a specific direction by mode switching.
本発明に係る表示装置は、以上のように、上記表示切替手段が、一対の基板間に配された液晶層であり、上記第1偏光手段の偏光透過軸と第2偏光手段の偏光透過軸とが平行であり、上記偏光透過軸の方向が、上記表示切替手段の基板と直交する方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向と略平行または略垂直であり、単一画像表示モードでは、上記液晶層の液晶分子を基板と直交する方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向と、上記液晶分子に入射する光の直線偏光方向とが略平行または略垂直であり、かつ、上記液晶層の少なくとも一部の液晶分子が、その長軸方向が上記基板と略平行または略垂直となるように配向されており、複数画像表示モードでは、上記液晶層の液晶分子を基板と直交する方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向と、上記液晶分子に入射する光の直線偏光方向とが略平行または略垂直であり、かつ、上記液晶層の少なくとも一部の液晶分子が、その長軸方向が基板に対して傾斜するように配向されており、液晶分子に電圧無印加の状態で単一画像表示モードとなり、液晶分子に所定の電圧を印加することで、複数画像表示モードとなる。 In the display device according to the present invention, as described above, the display switching unit is a liquid crystal layer disposed between a pair of substrates, and the polarization transmission axis of the first polarization unit and the polarization transmission axis of the second polarization unit. Are parallel to each other, and the direction of the polarization transmission axis is substantially parallel or substantially perpendicular to the major axis direction of the liquid crystal molecules when projected from a direction orthogonal to the substrate of the display switching means. The major axis direction of the liquid crystal molecules when the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are projected from the direction orthogonal to the substrate and the linear polarization direction of the light incident on the liquid crystal molecules are substantially parallel or substantially perpendicular, and At least some of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are aligned such that the major axis direction thereof is substantially parallel or substantially perpendicular to the substrate. In the multi-image display mode, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are orthogonal to the substrate. Liquid crystal molecules when projected from the direction The major axis direction and the linear polarization direction of light incident on the liquid crystal molecules are substantially parallel or substantially perpendicular, and at least some of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are inclined with respect to the substrate. Thus , the single image display mode is set when no voltage is applied to the liquid crystal molecules, and the multiple image display mode is set by applying a predetermined voltage to the liquid crystal molecules.
また、本発明の電子機器は、このような表示装置を搭載している。 The electronic device of the present invention is equipped with such a display device.
これによれば、選択されたモードに限らず、表示装置を正面方向から見れば、複屈折が生じず、入射光が液晶層と第2偏光手段とを通過するので、映像表示装置の画像が視認できる。一方、この表示装置を正面方向以外の方向から見た場合(例えば斜め前から見た場合)には、単一画面表示モードでは映像表示装置の画像が視認できるが、複数画面表示モードでは複屈折により映像表示装置の画像が視認できなくなる。 According to this, not only the selected mode but also when the display device is viewed from the front, birefringence does not occur, and incident light passes through the liquid crystal layer and the second polarizing means, so that the image of the video display device is displayed. Visible. On the other hand, when the display device is viewed from a direction other than the front direction (for example, when viewed from diagonally forward), the image of the video display device can be visually recognized in the single screen display mode, but birefringence in the multiple screen display mode. As a result, the image on the video display device cannot be viewed.
したがって、単一画面表示モードでは、どの方向からでも映像表示手段が表示する画像を視認でき、複数画像モードでは、特定の方向からのみ映像表示手段が表示する画像を視認できる。よって、表示品位を保ちつつ、モード切替によって、特定の方向からは表示画像に他の画像が重なって表示画像を隠すことができる。 Therefore, in the single screen display mode, the image displayed by the video display means can be viewed from any direction, and in the multiple image mode, the image displayed by the video display means can be viewed only from a specific direction. Therefore, the display image can be hidden by overlapping the display image from the specific direction by switching the mode while maintaining the display quality.
本発明の一実施形態について図1ないし図14に基づいて説明すると以下の通りである。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図2は、本発明の一実施形態である携帯電話機(電子機器)1の外観を示している。本実施形態の携帯電話機1は、いわゆるクラムシェル型であり、同図に開いた状態で示されている。図2は、携帯電話機1を閉じたときに内側となる部分であり、携帯電話機1を開いたときに利用者が主に利用する側である。そこで、本願では図2に示される側を前面側とする。 FIG. 2 shows the appearance of a mobile phone (electronic device) 1 according to an embodiment of the present invention. The mobile phone 1 according to the present embodiment is a so-called clamshell type, and is shown in an open state in FIG. FIG. 2 shows a portion that becomes an inner side when the cellular phone 1 is closed, and a side that is mainly used by a user when the cellular phone 1 is opened. Therefore, in the present application, the side shown in FIG.
図2に示すように、携帯電話機1は、本体2と、蓋体3とからなり、本体2と蓋体3とはヒンジ状に連結している。蓋体3には、前面側に表示部(表示装置)4が設けられている。
As shown in FIG. 2, the mobile phone 1 includes a
本体2には、前面側にメイン操作ボタン群6が設けられている。メイン操作ボタン群6は、携帯電話機1における各種設定や機能切替を行うための機能ボタン群7と、数字や文字などの記号を入力するための入力ボタン群8とから構成されている。具体的には、機能ボタン群7は、携帯電話の電源のON/OFFを切替る電源ボタン、撮影モードを起動させるカメラボタン、メールモードを起動させるメールボタン、選択対象を上下左右方向に移動させるための十字ボタン、該十字ボタンの中央に配置されており種々の選択を決定する決定ボタンなどを含んでいる。また、入力ボタン群8は、テンキーである。
The
本発明の携帯電話機1は、表示部4にメール本文や撮影画像等のメイン画像を表示させた場合に、周囲からは表示部4に別の画像が視認されるようにするものである。以下、このように周囲からメール本文や撮影画像が見えなくなる設定を狭視野角モード(複数画像表示モード)といい、通常どおり、どの角度から見ても表示部4の表示が見えるモードを広視野角モード(単一画面表示モード)という。この狭視野角モードと広視野角モードとは、使用者が、操作ボタンにより任意に設定変更できる。
The cellular phone 1 according to the present invention is configured such that when a main image such as a mail text or a photographed image is displayed on the
図3に示されるように、広視野角モードでは、表示部4を真正面から見た場合も(正面方位)、正面より表示部4に向かって右側となる斜め前から見た場合も(右側面方位)、正面より表示部4に向かって左側となる斜め前から見た場合も(左側面方位)、メイン画像が視認される。一方、狭視野角モードでは、図4に示すように、正面方位ではメイン画像が視認されるが、右側面方位あるいは左側面方位からは、黒表示に「SHARP」のロゴが入った切り替え画像が重なって視認される。
As shown in FIG. 3, in the wide viewing angle mode, the
以下に、この表示部4の詳細な構成について説明する。
Below, the detailed structure of this
表示部4の断面図を図1に示す。表示部4は、第2偏光板(第2偏光手段、直線偏光板)11、スイッチング液晶表示部(表示切替手段、液晶素子。以下SW−LCDと称する。)12、第1偏光板(第1偏光手段)13、メイン液晶表示部(画像表示手段、以下メインLCDと称する。)14、第3偏光板15をこの順に積層させてなり、第3偏光板側にバックライト16が設置されている。
A cross-sectional view of the
ここで、第1偏光板13の偏光透過軸と第2偏光板11の偏光透過軸の関係は、平行に設定することが望ましいが、メインLCDの特性の要求にしたがって、第1偏光板13は任意の軸角度を持つ可能性がある。
Here, the relationship between the polarization transmission axis of the first
この場合には、任意の軸角度に設定されている第1偏光板13を出射する直線偏光を、適宜λ/2板などで、第2偏光板11の透過軸と一致するように偏光方向を回転させることで、第1偏光板13の偏光透過軸と第2偏光板11の偏光透過軸とが平行に設定されているときと、同様の効果を得ることができる。
In this case, the polarization direction of the linearly polarized light emitted from the first
なお、第2偏光板11はSW−LCD12に貼り付けられ、第1偏光板13と第3偏光板15とは、メインLCD14の両表面に貼り付けられており、SW−LCD12の第2偏光板11が貼り付けられていない側とメインLCDとが、第1偏光板13を介して接着部17により接着されている。そして、第2偏光板11がSW−LCD12に貼り付けられたものが視野角制御装置として機能する。また、接着部17は、熱硬化型や紫外線硬化型の樹脂系接着剤により接着しても良いし、いわゆる両面テープにより固定してもかまわない。又、貼付け領域は、全面接着でも良いし、例えば枠状など部分接着でもかまわない。
The second
メインLCD14は、透明電極基板41・42の間に液晶層43が封入されており、図示しない制御部にしたがって透明電極基板41・42に電圧を印加することで、液晶層43の液晶分子の配向を変化させて、画像を表示する。メインLCD14は、図示しない制御部によって、携帯電話機1の操作画面や写真、メール本文などの画像を表示するように制御されている。メインLCD14としては、一般的に知られている液晶表示装置を用いればよい。例えば、アクティブマトリックス駆動方式で駆動されるTN(Twisted Nematic)モードの液晶表示装置やVA(Vertical alignment)モードの表示方式の液晶表示装置等、任意のモードの液晶表示装置を用いることができる。また、メイン液晶表示部14の代わりに、有機EL(Electroluminescence)表示装置やプラズマ表示装置のように自発光型のディスプレイを用いてもよい。なお、自発光型の場合はバックライトは不要である。
In the
SW−LCD12は、基板21、透明電極膜26、配向膜24、液晶層23、配向膜25、透明電極膜27、基板22、がこの順に形成されている。液晶層23の液晶分子は、配向膜25、27に応じて初期の配向方向が決まり、さらに、透明電極26、27への、図示しない制御部からの電圧印加により、配向方向が変化する。そして、この配向方向の変化により、狭視野角モードと広視野角モードとを切り替える。
In the SW-
基板21・22の間に液晶層23が配されており、図示しない制御部にしたがって透明電極膜26・27に電圧を印加することで、液晶層23の液晶分子の配向を変化させて、画像を表示する。制御部は、使用者の設定した広視野角モード、あるいは、狭視野角モードによって、液晶層23の液晶分子の配向方向を、広視野角モード用あるいは狭視野角モード用の配向方向に変更する。なお、配向膜24・25は何れか一方だけ設けてもよい。
A
バックライト16は、表示のための光を供給する。第3偏光板15は、メインLCD14に入る前のバックライト16の光から一定方向の直線偏光を取り出す。第1偏光板13は、メインLCD14を透過し、SW−LCD12に入射する前の光から一定方向の直線偏光を取り出す。第2偏光板11は、メインLCD14およびSW−LCD12を透過したバックライト光から一定方向の直線偏光を取り出す。
The
以下にSW−LCDにおける液晶分子の配向変化について図5〜図10を用いて、4つのSW−LCDの液晶分子配向例を説明する。 Hereinafter, examples of alignment of liquid crystal molecules in four SW-LCDs will be described with reference to FIGS.
(SW−LCDの液晶分子配向例1)
図5(a)は携帯電話機1の表示部4の表示面を、メイン−LCD14の画像の上下方向が紙面の上下となるように示したものである。なお、以下、表示画面上の左右方向をx方向、上下方向をy方向、表示部4の厚さ方向をz方向と言う。また、図5〜10では、透明電極膜26、27および配向膜24、25が配されたものを省略して図示している。
(SW-LCD liquid crystal molecular alignment example 1)
FIG. 5A shows the display surface of the
まず、図5(a)に示すように、第2偏光板11および第1偏光板13の偏光透過軸をy方向となるように配置する。また、配向膜24・25のラビング方向を、第1および第2偏光板11・13の偏光透過軸と平行にし、かつ、互いに180度逆方向にして、配向方向をアンチパラレル構造にする。そして、配向膜24・25として水平配向材のポリイミド材料を使用し、基板21・22と略平行となるように液晶分子を配向させる。これにより、液晶分子の長軸方向が上記偏光透過軸と略平行になるように一軸配向される。
First, as shown in FIG. 5A, the polarization transmission axes of the second
この場合、図5(b)のA−A'断面図に示すとおり、電圧無印加の状態で、SW−LCD12の液晶分子は第1偏光板13の偏光透過軸と略平行に一軸配向している。バックライト16からメインLCD14を経てSW−LCD12に入射する光は、第1偏光板13を透過するので、SW−LCD12に入射する光の偏光方向と液晶分子の配向方向aは略一致している。
In this case, as shown in the AA ′ cross-sectional view of FIG. 5B, the liquid crystal molecules of the SW-
この状態のSW−LCD12をx方向にずれながら見た場合の、液晶分子の見え方を示したのが図5(c)である。同図によると、正面方向から液晶分子を投射した場合の形状(観察者31から見た液晶分子の形状)が液晶分子35aのようになり、長軸方向と入射光の偏向方向が略一致している。液晶分子の投影図の長軸方向と入射光の偏光方向とがなす角度が0度の場合には、入射光は複屈折の影響を受けることなく透過するので、この場合はそのままメインLCD14の画像が見える。同様に、正面からx方向にずれた視点から液晶分子を投射した場合の形状(観察者32、33から見た液晶分子の形状)も液晶分子35b、35cのようになり、長軸方向と入射光の偏向方向が略一致している。よって、メインLCD14の画像が見える。つまり、どの方向から見てもメインLCD14の画像が見える。この状態、つまり電圧無印加の状態を広視野角モードとして設定する。
FIG. 5C shows how the liquid crystal molecules are seen when the SW-
一方、狭視野角モードでは、電圧無印加の状態から、x方向を軸とした回転により液晶分子が基板21・22に対して45度傾斜するように、透明電極膜25・26に交流電圧(例えば、100Hz、3Vの電圧)をかける。このときの液晶分子の様子を、図7(a)(b)に示している。図7(a)は、上記A−A’断面を示しており、基板21・22に対して45度傾斜していることがわかる。図7(b)は、上記B−B’断面を示しており、液晶分子は紙面法線方向から約45度傾斜している。
On the other hand, in the narrow viewing angle mode, an AC voltage (on the
この場合、図7(b)に示すように、観察者31から見た液晶分子、すなわち、正面方向からの液晶分子の投射図が、液晶分子36aのようになる。液晶分子の配向変化はx軸方向を軸とした回転によるので、第2偏光板11と第1偏光板13との偏光方向は、液晶分子36aの長軸方向と常に一致する。このため、正面方向から見た場合(図7の観察者31が見た場合)は、複屈折の影響を受けず、そのままメインLCD14の画像が見える。
In this case, as shown in FIG. 7B, the liquid crystal molecules viewed from the
一方、表示部4に向かって左側にいる観察者32から見た液晶分子、すなわち、基板21・22に向かって左側から投射した液晶分子の投射図は、液晶分子36bのようになる。この場合、第2偏光板11と第1偏光板13との偏光方向は、液晶分子投射図(液晶分子36b)の長軸方向と角度を持つので、液晶分子投射図の長軸方向は入射光の偏光方向と交差角を持つ。よって、観察者32から見ると、液晶の複屈折の影響でSW−LCD12を光が透過せず、メインLCD12の画像が見えない。
On the other hand, a liquid crystal molecule viewed from the
同様に、表示部4に向かって右側にいる観察者33から見た液晶分子、すなわち、基板21・22に向かって右側からの液晶分子の投射図が、液晶分子36cのようになる。第2偏光板11と第1偏光板13との偏光方向は、投射図の長軸方向と角度を持つので、液晶分子投射図の長軸方向は入射光の偏光方向と交差角を持ち、偏光方向が回転する。よって、観察者33から見ると、液晶の複屈折の影響でSW−LCD14を光が透過せず、メインLCD12の画像が見えない。
Similarly, a liquid crystal molecule viewed from the
以上のような仕組みにより、透明電極膜26・27に電圧を印加すると、図4に示すように、表示部4を、正面方向から見た場合(観察者31が見た場合)は、複屈折の影響を受けずそのままメインLCD14の画像が見えるが、正面方向以外から見た場合(観察者32・33が見た場合)は、複屈折の影響を受けてSW−LCDを光が透過せず、メインLCD14の画像が見えなくなる。
When a voltage is applied to the
なお、狭視野角モードにおける液晶分子の配向方向は、基板21・22に対して45度の傾斜に限られるものではなく、基板21・22に対して傾斜していればどのような角度の傾斜でもかまわない。つまり、基板21・22に略平行時の傾斜角度より大きく、略垂直時の傾斜角度より小さければ(つまり、0度より大きく90度より小さければ)よい。この傾斜角度としては、好ましくは10度以上80度以下であり、より好ましくは40度以上50度以下である。これは、傾斜角が45度に近づくほど複屈折が大きくなり、良好に画像を隠すことができるためである。また、傾斜角が小さいと、駆動電圧が小さくなるので消費電力を低くすることができる。
In addition, the orientation direction of the liquid crystal molecules in the narrow viewing angle mode is not limited to 45 degrees with respect to the
なお、観察者がy方向にずれた場合は、液晶分子の投影図の長軸方向が変化しないので、メインLCD12が視認できるか否かはx方向への視点のずれにのみ依存する。したがって、yz平面(液晶分子上の点が配向方向を変化させる回転により描く平面)と平行な方向からの視線を正面方向からの視線とする。
Note that when the observer is displaced in the y direction, the major axis direction of the projection diagram of the liquid crystal molecules does not change, so whether or not the
また、透明電極膜26・27の一方(図6(a))、または両方(図6(b))について、「SHARP」の白で示されるロゴ部分以外(黒部分)に電極が配置されるように電極パターニングを施されたものを使用する。これにより、少なくとも片方の透明電極膜に電圧が印加されないロゴ部分では、液晶分子に電圧がかからないので、配向方向が電圧無印加時と同じように基板21・22と略平行となっている。したがって、ロゴ部分だけは、どの方向から見てもSW−LCD14における複屈折の影響を受けない。よって、観察者32・33が見る画像は、ロゴ部分以外で光が遮断され、ロゴ部分で光が透過する、図6の表示部4のようなロゴ画像となる。
Further, for one of the
なお、パターン電極は、メインLCD14の画像を隠すと言う目的のためには、表示部4の60%以上好ましくは80%以上を電極で覆うようにすることが好ましい。しかし、単に、メインLCD14の画像にSW−LCD12の画像が重なるようにすることを目的とする場合は、どのような電極の配分でパターン電極を配置してもよい。
For the purpose of hiding the image of the
(SW−LCDの液晶分子配向例2)
SW−LCDの液晶分子配向例2を図8を用いて説明する。液晶分子配向例2は、SW−LCD12において、配向膜24・25の代わりに、垂直配向材のポリイミド材料を使用した配向膜を使用したSW−LCD12’を用いることで実現される。これにより、図8(a)のように、電極基板21・22と略垂直となるように液晶分子を配向させられる。
(SW-LCD liquid crystal molecular alignment example 2)
A liquid crystal molecule alignment example 2 of the SW-LCD will be described with reference to FIG. Liquid crystal molecule alignment example 2 is realized by using SW-
この場合、電圧無印加の状態で、SW−LCD12’の液晶分子は基板21・22と略垂直に一軸配向している。すなわち、正面から見た場合は、液晶分子37aが真円に見える(投射図が真円のときは、すべての方向が長軸方向であるとみなす)。そして、正面以外の方向から見た場合は、液晶分子37b・37cのように長軸方向がx方向になる。よって、正面方向を含むどの方向から投射した場合でも、長軸方向bと入射光の偏向方向とが90度となる。液晶分子の投影図の長軸方向と入射光の偏光方向とがなす角度が90度(直角)の場合には、入射光は複屈折の影響を受けることなく透過するので、どの角度から観察しても、そのままメインLCD14の画像が見える。この状態、つまり電圧無印加の状態を広視野角モードとして設定する。
In this case, the liquid crystal molecules of the SW-
一方、狭視野角モードでは、広視野角モードの状態から、x方向を軸とした回転により液晶分子が基板21・22に対して45度傾斜するように、透明電極膜26・27に交流電圧をかける。このときの液晶分子の様子は、図7に示すSW−LCDの配向例1の場合と同様である。
On the other hand, in the narrow viewing angle mode, the AC voltage is applied to the
よって、同様の仕組みにより、透明電極膜26・27に電圧を印加すると、図3に示すように、表示部4は、正面方向から見た場合(観察者31が見た場合)は、複屈折の影響を受けずそのままメインLCD14の画像が見えるが、正面方向以外から見た場合(観察者32・33が見た場合)は、複屈折の影響を受けてロゴ画像が見える。
Therefore, when a voltage is applied to the
(SW−LCDの液晶分子配向例3)
図9(a)は携帯電話機1の表示部4を、表示画面の上下方向が紙面の上下となるように示したものである。
(SW-LCD liquid crystal molecular alignment example 3)
FIG. 9A shows the
まず、図9(a)に示すように、第1偏光板13および第2偏光板11の偏光透過軸をx方向となるように配置する。そして、配向膜24・25のラビング方向を、第1偏光板13および第2偏光板11の偏光透過軸と垂直(y方向)にし、かつ、互いに180度逆方向にして、配向方向をアンチパラレル構造にする。そして、配向膜24・25として水平配向材のポリイミド材料を使用し、基板21・22と略平行となるように液晶分子を配向させる。これにより、図9(b)に示すように、液晶分子の長軸方向が偏光板の偏光透過軸と略直角になるように一軸配向される。
First, as shown in FIG. 9A, the polarization transmission axes of the first
この場合、図9(b)に示すように、電圧無印加の状態で、SW−LCD12の液晶分子は、基板21・22に平行、かつ、第1偏光板13の偏光透過軸と直角となるように一軸配向している。バックライト16からメインLCD14を経て入射する光は、第1偏光板13を透過するので、SW−LCD12に入射する光の偏光方向と液晶分子の配向方向は直角となる。この状態のSW−LCD12をx方向にずれながら見た場合の、液晶分子の見え方を図9(c)に示す。同図によると、正面方向から投射した場合の形状(観察者31から見た液晶分子の形状)が液晶分子38aのようになり、投射された液晶分子の長軸方向cと入射光の偏向方向が直角となる。液晶分子の投影図の長軸方向と入射光の偏光方向とがなす角度が90度の場合には、入射光は複屈折の影響を受けることなく透過するので、どの角度から観察しても、そのままメインLCD14の画像が見える。この状態、つまり電圧無印加の状態を広視野角モードとして設定する。
In this case, as shown in FIG. 9B, the liquid crystal molecules of the SW-
一方、狭視野角モードでは、電圧無印加の状態から、x方向を軸とした回転により液晶分子が基板21・22に対して45度傾斜するように、透明電極膜25・26に交流電圧をかける。このときの液晶分子の様子を、図10に示している。図10(a)は、A−A’断面を示しており、基板21・22に対して45度傾斜していることがわかる。図10(b)は、B−B’断面を示しており、液晶分子は紙面法線方向から45度傾斜している。
On the other hand, in the narrow viewing angle mode, an AC voltage is applied to the
この場合、図10(b)に示すように、観察者31から見た液晶分子、すなわち、正面方向からの液晶分子の投射図が、液晶分子39aのようになる。液晶分子の配向方向の変化は、x方向を軸とした回転によるので、第2偏光板11と第1偏光板13との偏光方向は、液晶分子39aの長軸方向と直角となる。よって、液晶分子の投射図と長軸方向と入射光の偏光方向とは略垂直となる。このため、正面方向から見た場合(観察者31が見た場合)は、複屈折の影響を受けず、そのままメインLCD14の画像が見える。
In this case, as shown in FIG. 10B, a liquid crystal molecule viewed from the
一方、表示部4に向かって左側にいる観察者32から見た液晶分子、すなわち、基板21・22に向かって左側からの液晶分子の投射図が、液晶分子39bのようになる。第2偏光板11と第1偏光板13との偏光方向は、投射図の長軸方向と角度を持つので、液晶分子投射図の長軸方向は入射光の偏光方向と交差角持つ。よって、観察者32から見ると、液晶の複屈折の影響でSW−LCD12を光が透過せず、メインLCD12の画像が見えない。
On the other hand, the liquid crystal molecules viewed from the
同様に、表示部4に向かって右側にいる観察者33から見た液晶分子、すなわち、基板21・22に向かって右側からの液晶分子の投射図が、液晶分子39cのようになる。第1偏光板13と第2偏光板11との偏光方向は、投射図の長軸方向と角度を持つので、液晶分子投射図の長軸方向は入射光の偏光方向と交差角持つ。よって、観察者33から見ると、液晶の複屈折の影響でSW−LCD12を光が透過せず、メインLCD12の画像が見えない。
Similarly, a liquid crystal molecule viewed from the
以上のような仕組みにより、透明電極基膜26・27に電圧を印加すると、図4に示すように、表示部4を、正面方向から見た場合(観察者31が見た場合)は、複屈折の影響を受けずそのままメインLCD14の画像が見えるが、正面方向以外から見た場合(観察者32・33が見た場合)は、複屈折の影響を受けてSW−LCD12を光が透過せず、メインLCD14の画像が見えなくなる。
When a voltage is applied to the transparent
(SW−LCDの液晶分子配向例4)
SW−LCDの液晶分子配向例4について、図11を用いて説明する。配向例4は、SW−LCDの配向例3において、配向膜24・25の代わりに、垂直配向材のポリイミド材料を使用した配向膜を使用したSW−LCD12’を用いることで実現される。これにより、基板21・22と略垂直となるように液晶分子を配向させられる。
(Liquid crystal molecular alignment example 4 of SW-LCD)
A liquid crystal molecule alignment example 4 of the SW-LCD will be described with reference to FIG. The alignment example 4 is realized by using the SW-
この場合、電圧無印加の状態で、SW−LCD12’の液晶分子は基板21・22と略垂直に一軸配向している。すなわち、図11(b)に示すように、正面から見た場合は、液晶分子40aの真円のように見える。そして、正面以外の方向から見た場合は、液晶分子40b、40cのように長軸方向がx方向となるように見える。したがって、液晶分子を基板と直交する方向を含むどの方向から投射した場合でも、長軸方向と入射光の偏向方向が一致する。液晶分子の投影図の長軸方向と入射光の偏光方向とがなす角度が0度(平行)の場合には、入射光は複屈折の影響を受けることなく透過するので、どの角度から観察しても、そのままメインLCD14の画像が見える。この状態、つまり電圧無印加の状態を広視野角モードとして設定する。
In this case, the liquid crystal molecules of the SW-
一方、狭視野角モードでは、広視野角モードの状態から、x方向を軸とした回転により液晶分子が基板21・22に対して45度傾斜するように、透明電極膜26・27に交流電圧をかける。このときの液晶分子の様子は、図10に示すSW−LCDの配向方法1と同様である。
On the other hand, in the narrow viewing angle mode, the AC voltage is applied to the
よって、同様の仕組みにより、透明電極膜26・27に電圧を印加すると、図4に示すように、表示部4は、正面方向から見た場合(観察者31が見た場合)は、複屈折の影響を受けずそのままメインLCD14の画像が見えるが、正面方向以外から見た場合(観察者32・33が見た場合)は、複屈折の影響を受けてロゴ画像が見える。
Therefore, when a voltage is applied to the
(透過度測定実験)
液晶分子配向例1および3のSW−LCDを用いて、複数画像表示モードでの、視線方向による透過率の変化を測定した。結果を図12・13に示す。
(Transmission measurement experiment)
Using the SW-LCDs of liquid crystal molecule alignment examples 1 and 3, the change in transmittance according to the line-of-sight direction in the multiple image display mode was measured. The results are shown in FIGS.
図12は、液晶分子配向例1のSW−LCDが複数画像表示モードに設定されているときの測定結果を示すグラフである。測定は、第1偏光板の偏光透過軸が上下方向となるように配置し、表示部4に対して垂直となる方向(法線方向)からの視線(仰角0度)から目標点を変えず視点を左右にずらして行った。なお、視点は仰角0度から、表示部4に対して垂直となる方向と視線とがなす角が80度となるまで(仰角80度となるまで)ずらし、視線の仰角と、視線から視認されるSW−LCDの透過率を測定した。グラフの横軸は仰角を示し、縦軸は透過率を示している。また、SW−LCDとしては、正面から見た場合のリターデーションが500nm、600nm、800nm、1000nm、1500nmのものを用いて測定した。
FIG. 12 is a graph showing measurement results when the SW-LCD of the liquid crystal molecule alignment example 1 is set to the multiple image display mode. In the measurement, the polarizing transmission axis of the first polarizing plate is arranged in the vertical direction, and the target point is not changed from the line of sight (
これによると、すべて仰角0度で約85%の最大の透過率を示し、仰角を上げると共に透過率が下がっていった。リターデーション1500nmのものでは、仰角約30度で透過率がほぼ0%となり仰角をさらに上げると再び透過率が上昇した。リターデーションが1000nmのものでは仰角約38度が、800nmのものでは仰角約44度で透過率がほぼ0%となっている。また、リターデーションが600nm、500nmのものでは、それぞれ仰角約50度、約60度で最低となり、それ以降仰角を上げても透過率は10%以下に保たれる。 According to this, all showed the maximum transmittance of about 85% at an elevation angle of 0 degree, and the transmittance decreased as the elevation angle increased. In the case of the retardation of 1500 nm, the transmittance was almost 0% at an elevation angle of about 30 degrees, and the transmittance rose again when the elevation angle was further increased. When the retardation is 1000 nm, the elevation angle is about 38 degrees, and when the retardation is 800 nm, the elevation angle is about 44 degrees and the transmittance is almost 0%. Further, when the retardation is 600 nm and 500 nm, the minimum is at an elevation angle of about 50 degrees and about 60 degrees, respectively, and the transmittance is maintained at 10% or less even if the elevation angle is increased thereafter.
SW−LCDとしては、メインLCDを視認されたくない方向に応じて、または、使用環境、メインLCDの輝度等を考慮して決定される、必要な透過率の低下に応じて、リターデーションを決定すればよい。例えば、仰角45度程度からの視線に対してメインLCDの画像を隠す場合は、この仰角での透過率が低い、500nm〜1000nmのリターデーションを示すSW−LCDを用いればよい。仰角30度〜50度からの視線を中心にメインLCDの画像を隠したい場合は、この範囲で透過率が低い、リターデーション800nm〜1000nmのものを用いればよい。一方、仰角が40度より大きい範囲からの視線に対してメインLCDの画像を隠したい場合は、この範囲で透過率が低い、リターデーション500nm〜600nmのものを用いればよい。 For SW-LCD, the retardation is determined according to the direction in which the main LCD is not desired to be visually recognized, or in accordance with the use environment, the luminance of the main LCD, etc. do it. For example, when hiding the image of the main LCD with respect to a line of sight from an elevation angle of about 45 degrees, a SW-LCD having a low transmittance at this elevation angle and showing retardation of 500 nm to 1000 nm may be used. When it is desired to hide the image of the main LCD around the line of sight from an elevation angle of 30 ° to 50 °, a retardation having a low transmittance in this range and having a retardation of 800 nm to 1000 nm may be used. On the other hand, when it is desired to hide the image of the main LCD with respect to the line of sight from a range where the elevation angle is greater than 40 degrees, it is sufficient to use a retardation having a retardation of 500 nm to 600 nm in this range.
また、図13は、同様にして液晶分子配向例3のSW−LCDが複数画像表示モードに設定されているときの測定結果を示すグラフである。図12と比べ、仰角が大きいときの透過率が高くなるので、液晶分子配向例1のように、液晶分子の長軸方向が偏光透過軸と略平行にする方がより好ましい。なお、曲線の特徴は図12と類似しているので、同じようにして最適なリターデーションを選べばよい。 Similarly, FIG. 13 is a graph showing the measurement results when the SW-LCD of the liquid crystal molecule alignment example 3 is set to the multiple image display mode. Compared with FIG. 12, the transmittance when the elevation angle is large is higher, and therefore, as in liquid crystal molecule alignment example 1, it is more preferable that the major axis direction of the liquid crystal molecules is substantially parallel to the polarization transmission axis. Since the characteristic of the curve is similar to that of FIG. 12, the optimum retardation may be selected in the same manner.
以上、SW−LCD12がメインLCD14より前面(表示面側)にあるものを例として説明しているが、図14の表示部44のように、メインLCD14の背面(表示面の反対側)にあってもメインLCD14への光の入射を制御できるので、視野角を制御することができる。なお、表示部44では、偏光板11と17とをメインLCD14両面に配し、SW−LCD12の外側表面に偏光板13を配置している。
In the above description, the SW-
しかし、SW−LCD12がメインLCD14より前面にある方が、SW−LCD12により重ねられる画像の輪郭がはっきり表れる。また、複数画像表示モードにおいて、メインLCD14が透過型の液晶表示を行う場合は、SW−LCD12が前面にあっても背面に合ってもよいが、反射型液晶表示を行う場合は、入射光がメインLCD14を透過せずに反射するので、SW−LCD12はメインLCD14の前面に配置する必要がある。
However, when the SW-
一方、SW−LCD12がメインLCD14より背面にあると、メインLCD14を反射型液晶表示するときに、SW−LCD12で光が減衰されない。よって、透過反射型の液晶表示装置や、単一画像表示モードで反射型液晶表示をする場合には、SW−LCD12はメインLCD14の背面に配置することが好ましい。
On the other hand, when the SW-
また、本発明の表示装置では、透明電極膜に電圧無印加の状態で単一画像表示モードとなり、透明電極膜に所定の電圧を印加することで、複数画像表示モードとなる構成であるが、電圧無印加の状態で複数画像表示モードとし、透明電極膜に所定の電圧を印加することで単一画像表示モードになる構成でもよい。この構成は、液晶分子を基板に対して例えば45度にプレチルトしておき、電圧印加により液晶分子が基板に対して略垂直または略平行になるように配向制御することで実現される。このような構成によれば、複数画像表示モードにて狭視野角にすることが多い場合には、消費電量を削減できる。 Further, the display device of the present invention is configured to be in a single image display mode with no voltage applied to the transparent electrode film, and to be in a multiple image display mode by applying a predetermined voltage to the transparent electrode film. The multi-image display mode may be set when no voltage is applied, and a single image display mode may be set by applying a predetermined voltage to the transparent electrode film. This configuration is realized by pre-tilting the liquid crystal molecules, for example, at 45 degrees with respect to the substrate, and controlling the alignment so that the liquid crystal molecules are substantially perpendicular or substantially parallel to the substrate by voltage application. According to such a configuration, power consumption can be reduced when the narrow viewing angle is often set in the multiple image display mode.
また、SW−LCD12は、ロゴ部分がくりぬかれたパターン電極を配し、複数画像モードでは、このパターン電極に対応する位置で液晶分子の配向を変化させているが、SW−LCD12をマトリックス方式で駆動してもよい。例えば、SW−LCD12上の各画素に対応する液晶分子の配向を、画素に備えられたTFT(Thin Film Transistor)のスイッチングにより制御してもよい。この場合は、SW−LCD12に映像信号を供給して、この映像信号に応じた領域にて液晶分子の配向を変化させられるので、任意の画像あるいは動画像をメインLCD14の画像に被せることができる。
The SW-
さらに、本実施の形態の表示装置は、メインLCD14の画像に向かったときに、斜めから(正面より左もしくは右から)画像が見えないように、視野角を制御しているが、これに限らず、斜め上や斜め下から画像が見えないように視野角を制御してもよい。
Furthermore, the display device of the present embodiment controls the viewing angle so that the image is not seen obliquely (from the left or right from the front) when facing the image on the
この構成を実現するには、映像表示手段に表示される画像の左右方向が、配向変化するときに液晶分子上の点が描く平面と略平行となるように、映像表示手段と表示切替手段とを貼りあわせればよい。 In order to realize this configuration, the image display means and the display switching means are arranged so that the horizontal direction of the image displayed on the image display means is substantially parallel to the plane drawn by the dots on the liquid crystal molecules when the orientation changes. Can be pasted together.
また、本実施の形態の表示装置は、第1偏光板13と第2偏光板11との偏光透過軸が同じ方向のものを使用しているが、偏光透過軸同士が軸角度を持っている場合も、図15に示すように、第2偏光板11と基板21との間に、入射する光の偏光方向を回転させる偏光回転部材50を配置すれば、同じ機能を持たせることができる。つまり、偏光回転部材50が、液晶分子から出射される直線偏光の偏光方向を回転させて、第2偏光板11によって取り出されるような直線偏光にすることで、第1の偏光板13と第2の偏光板11との偏光透過軸が一致していなくても、第2偏光板11に、上記液晶分子から出射する直線偏光を取り出させることができる。偏光回転部材50としては、1/2λ板(位相差板)を用いることができる。
In the display device of the present embodiment, the first
なお、上記偏光回転部材50は、第1偏光板13と第2偏光板11との間であれば、液晶層より光入射側に設置しても、光出射側に設置してもよい。また、第1偏光板13より光入射側に偏光回転部材50を設置してもよい。
Note that the
また、本実施の形態では、携帯電話機の液晶表示部に本発明を適用した場合について説明しているが、これに限られるものではなく、モバイルのパソコン、AV機器、DVDプレイヤー等の表示装置を有する携帯用電子機器に適用できる。あるいは、非携帯型の表示装置に適用し、視線方向によって異なる表示ができるディスプレイとして使用してもよい。 In this embodiment, the case where the present invention is applied to a liquid crystal display unit of a mobile phone is described. However, the present invention is not limited to this, and a display device such as a mobile personal computer, an AV device, or a DVD player is used. Applicable to portable electronic devices. Alternatively, it may be applied to a non-portable display device and used as a display that can display differently depending on the viewing direction.
また、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and embodiments obtained by appropriately combining the disclosed technical means are also applicable. It is included in the technical scope of the present invention.
また、本発明は、以下の構成とすることもできる。 In addition, the present invention can be configured as follows.
通常画像を表示するための映像表示装置の前面又は背面に前記映像表示装置固有の視野角全方位に単一の画像を表示する通常表示モードと、前記映像表示装置の正面方位とその側面方位とで異なる画像を表示する複数画像表示モードとを電気的に切り替える機能を有する光学素子を備えてなる複数画像表示装置。 A normal display mode for displaying a single image in all azimuths of the viewing angle unique to the video display device on the front or back of the video display device for displaying a normal image, and the front orientation and the side orientation of the video display device; A multi-image display device comprising an optical element having a function of electrically switching between a multi-image display mode for displaying different images.
複数画像表示モードにおいて、正面方位の表示は前記映像表示装置の画像を表示し、側面方位への画像は前記光学素子の画像を表示する複数画像表示装置。 In the multi-image display mode, a multi-image display device that displays an image of the video display device when displaying in the front direction and an image of the optical element as an image toward the side surface.
複数画像表示モードにおいて、左右両側面方位に同一の画像を表示することを特徴とする複数画像表示装置。 A multi-image display device that displays the same image in both left and right side orientations in a multi-image display mode.
通常・複数画像表示モードを電気的に切り替える為のSW光学素子は、一対の透明電極基板とその間隙に液晶層を充填してなり、透明電極には、左右側面方位に文字又はキャラクターを表示するためのパターンが形成されていることを特徴とする。 The SW optical element for electrically switching between normal and multi-image display modes is composed of a pair of transparent electrode substrates and a liquid crystal layer in the gap between them, and characters or characters are displayed on the transparent electrodes in the lateral direction. The pattern for forming is formed.
上記光学素子の液晶の配向方向は、通常表示モードでは光学素子の透明電極基板面に平行又は垂直方向に一軸配向し、複数画像表示モードでは、透明電極基板に対して斜め方向に傾斜した一軸の斜め配向とを電気的に切り替えることを特徴とする。 In the normal display mode, the alignment direction of the liquid crystal of the optical element is uniaxially aligned in a direction parallel or perpendicular to the transparent electrode substrate surface of the optical element, and in the multi-image display mode, it is uniaxially inclined obliquely with respect to the transparent electrode substrate. It is characterized by electrically switching between oblique orientation.
上記配向方向は、ディスプレイ表示平面に上下方向であることを特徴とする。 The orientation direction is a vertical direction on a display display plane.
映像表示装置の前面又は背面に配置するSW光学素子の一対の透明電極基板の映像表示装置とは反対側に配置する基板にのみ偏光板が配設されていることを特徴とする。 A polarizing plate is disposed only on the substrate disposed on the opposite side of the pair of transparent electrode substrates of the SW optical element disposed on the front surface or the rear surface of the image display device from the image display device.
映像表示装置の輝度は、通常表示モードと複数画像表示モードで任意に設定できることを特徴とする。 The luminance of the video display device can be arbitrarily set in the normal display mode and the multiple image display mode.
入射光の視野角を制御して出力する視野角制御装置であって、一対の基板間に配された液晶層からなる液晶素子と、該液晶素子上に設けられ、上記液晶素子から出射する光のうち一定方向の直線偏光を取り出す直線偏光板とを備えており、上記直線偏光板の偏光透過軸と上記液晶素子に入射される直線偏光とが平行であり、上記偏光透過軸の方向が、上記基板と直交する方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向と略平行または略垂直であり、上記液晶素子の液晶分子の長軸方向が、上記直線偏光板の透過軸または吸収軸の方向と光の進行方向とがなす面に含まれており、上記液晶層の液晶分子を基板と直交する方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向と、上記液晶分子に入射する光の直線偏光方向とが略平行または略垂直であり、かつ、上記液晶層の少なくとも一部の液晶分子が、その長軸方向が上記基板と略平行または略垂直となるように配向されており、光の進行方向に対して略垂直または略平行である状態と、上記直線偏光板の偏光透過軸と上記液晶素子に入射される直線偏光とが平行であり、上記偏光透過軸の方向が、上記基板と直交する方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向と略平行または略垂直であり、上記液晶素子の液晶分子の長軸方向が、上記直線偏光板の透過軸または吸収軸の方向と光の進行方向とがなす面に含まれており、上記液晶層の液晶分子を基板と直交する方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向と、上記液晶分子に入射する光の直線偏光方向とが略平行または略垂直であり、かつ、上記液晶層の少なくとも一部の液晶分子が、その長軸方向が基板に対して傾斜するように配向されており、光の進行方向に対して傾斜している状態と、を電気的に切り替える視野角制御装置。A viewing angle control device that controls and outputs a viewing angle of incident light, a liquid crystal element including a liquid crystal layer disposed between a pair of substrates, and light emitted from the liquid crystal element provided on the liquid crystal element A linearly polarizing plate for taking out linearly polarized light in a certain direction, the polarization transmission axis of the linearly polarizing plate and the linearly polarized light incident on the liquid crystal element are parallel, and the direction of the polarization transmission axis is The major axis direction of the liquid crystal molecules when projected from a direction orthogonal to the substrate is substantially parallel or substantially perpendicular, and the major axis direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal element is the direction of the transmission axis or absorption axis of the linear polarizing plate. And the direction of light travel, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are projected from the direction perpendicular to the substrate, and the major axis direction of the liquid crystal molecules and the linearly polarized light incident on the liquid crystal molecules The direction is substantially parallel or substantially perpendicular, A state in which at least some of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are aligned such that the major axis direction thereof is substantially parallel or substantially perpendicular to the substrate, and is substantially perpendicular or substantially parallel to the light traveling direction. And the polarization transmission axis of the linearly polarizing plate and the linearly polarized light incident on the liquid crystal element are parallel, and the direction of the polarization transmission axis is a major axis of liquid crystal molecules when projected from a direction orthogonal to the substrate Substantially parallel or substantially perpendicular to the direction, the major axis direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal element is included in the plane formed by the direction of the transmission axis or absorption axis of the linear polarizing plate and the light traveling direction, When the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are projected from a direction orthogonal to the substrate, the major axis direction of the liquid crystal molecules and the linear polarization direction of light incident on the liquid crystal molecules are substantially parallel or substantially perpendicular, and the liquid crystal layer At least some of the liquid crystal molecules Axial direction are oriented so as to be inclined with respect to the substrate, the viewing angle control device for switching a state of being inclined to the traveling direction of light, an electrically.
上記視野角制御装置は、上記の状態を切り替えることにより、特定の形状の領域で液晶分子の配向方向が変化してもよい。The viewing angle control device may change the alignment direction of the liquid crystal molecules in a region having a specific shape by switching the state.
上記一対の基板の少なくとも一方に、特定の形状に形成されたパターン電極が配されており、パターン電極に印加された電圧を受けた領域で液晶分子の配向方向が変化する視野角制御装置。A viewing angle control device in which a pattern electrode formed in a specific shape is arranged on at least one of the pair of substrates, and the orientation direction of liquid crystal molecules changes in a region that receives a voltage applied to the pattern electrode.
液晶分子に電圧無印加の状態で、上記直線偏光板の偏光透過軸と上記液晶素子に入射される直線偏光とが平行であり、上記偏光透過軸の方向が、上記基板と直交する方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向と略平行または略垂直であり、上記液晶素子の液晶分子の長軸方向が、上記直線偏光板の透過軸または吸収軸の方向と光の進行方向とがなす面に含まれており、上記液晶層の液晶分子を基板と直交する方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向と、上記液晶分子に入射する光の直線偏光方向とが略平行または略垂直であり、かつ、上記液晶層の少なくとも一部の液晶分子が、その長軸方向が上記基板と略平行または略垂直となるように配向されており、光の進行方向に対して略垂直または略平行である状態となり、液晶分子に所定の電圧を印加することで、上記直線偏光板の偏光透過軸と上記液晶素子に入射される直線偏光とが平行であり、上記偏光透過軸の方向が、上記基板と直交する方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向と略平行または略垂直であり、上記液晶素子の液晶分子の長軸方向が、上記直線偏光板の透過軸または吸収軸の方向と光の進行方向とがなす面に含まれており、上記液晶層の液晶分子を基板と直交する方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向と、上記液晶分子に入射する光の直線偏光方向とが略平行または略垂直であり、かつ、上記液晶層の少なくとも一部の液晶分子が、その長軸方向が基板に対して傾斜するように配向されており、光の進行方向に対して傾斜している状態となる視野角制御装置。When no voltage is applied to the liquid crystal molecules, the polarization transmission axis of the linearly polarizing plate and the linearly polarized light incident on the liquid crystal element are parallel, and the direction of the polarization transmission axis is projected from a direction perpendicular to the substrate. In this case, the major axis direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal element is the direction of the transmission axis or absorption axis of the linearly polarizing plate and the traveling direction of light. The major axis direction of the liquid crystal molecules when the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are projected from a direction orthogonal to the substrate and the linear polarization direction of the light incident on the liquid crystal molecules are substantially parallel or substantially perpendicular. And at least some of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are aligned such that the major axis direction thereof is substantially parallel or substantially perpendicular to the substrate, and is substantially perpendicular or substantially perpendicular to the light traveling direction. It becomes a state of being parallel, and it is predetermined to the liquid crystal molecule When a voltage is applied, the polarization transmission axis of the linearly polarizing plate and the linearly polarized light incident on the liquid crystal element are parallel, and the direction of the polarization transmission axis is projected from a direction orthogonal to the substrate. The major axis direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal element is included in the plane formed by the direction of the transmission axis or absorption axis of the linear polarizing plate and the light traveling direction. The major axis direction of the liquid crystal molecules when the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are projected from a direction orthogonal to the substrate and the linear polarization direction of the light incident on the liquid crystal molecules are substantially parallel or substantially perpendicular, A viewing angle control device in which at least some of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are aligned such that the major axis direction thereof is inclined with respect to the substrate, and is inclined with respect to the light traveling direction. .
このような視野角制御装置を、一般に使用されている表示装置に取り付けることで、上述したような機能を有する表示装置になる。By attaching such a viewing angle control device to a display device that is generally used, a display device having the above-described function is obtained.
以上のような視野角制御装置を搭載している電子機器。An electronic device equipped with a viewing angle control device as described above.
上記の構成によれば、簡単な構成で、表示品位が保たれ、モード切替によって、特定の方向からは表示画像を隠すことのできる表示ができる電子機器を実現できる。According to the above configuration, it is possible to realize an electronic device that can display with a simple configuration, display quality can be maintained, and display can be hidden from a specific direction by mode switching.
本発明の表示装置は、視線の方向によって異なる画像が視認されるようなモードに設定できるので、携帯通信端末やモバイルのパソコン、AV機器、DVDプレイヤー等の携帯用電子機器のディスプレイ、あるいは、視線に方向によって複数の情報を提示できるディスプレイ等に適用できる。 Since the display device of the present invention can be set to a mode in which different images are visually recognized depending on the direction of the line of sight, the display of a portable electronic device such as a mobile communication terminal, a mobile personal computer, an AV device, a DVD player, It can be applied to a display or the like that can present a plurality of information depending on the direction.
1 携帯電話機(電子機器)
4 表示部(表示装置)
11 第2偏光板(第2偏光手段)
12 メイン液晶表示部(映像表示手段)
13 第1偏光板(第1偏光手段)
14 スイッチ液晶表示部(表示切替手段、液晶素子)
21 基板
22 基板
23 液晶層
44 表示部(表示装置)
50 偏光回転部材
1 Mobile phone (electronic equipment)
4. Display unit (display device)
11 Second polarizing plate (second polarizing means)
12 Main liquid crystal display (video display means)
13 First polarizing plate (first polarizing means)
14 switch liquid crystal display (display switching means, liquid crystal element)
21
50 Polarization rotating member
Claims (9)
視認される画像を、単一画像表示モードと、上記映像表示手段の正面方位とその側面方位の少なくとも一部とで異なる画像を表示する複数画像表示モードとに電気的に切り替えるための表示切替手段と、
上記表示切替手段に一定方向の直線偏光を入射させる第1偏光手段と、
上記表示切替手段から出射する光のうち一定方向の直線偏光を取り出す第2偏光手段と、を備える表示装置において、
上記表示切替手段が、一対の基板間に配された液晶層であり、
上記第1偏光手段の偏光透過軸と第2偏光手段の偏光透過軸とが平行であり、上記偏光透過軸の方向が、上記表示切替手段の基板と直交する方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向と略平行または略垂直であり、
単一画像表示モードでは、上記液晶層の液晶分子を基板と直交する方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向と、上記液晶分子に入射する光の直線偏光方向とが略平行または略垂直であり、かつ、上記液晶層の少なくとも一部の液晶分子が、その長軸方向が上記基板と略平行または略垂直となるように配向されており、
複数画像表示モードでは、上記液晶層の液晶分子を基板と直交する方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向と、上記液晶分子に入射する光の直線偏光方向とが略平行または略垂直であり、かつ、上記液晶層の少なくとも一部の液晶分子が、その長軸方向が基板に対して傾斜するように配向されており、
液晶分子に電圧無印加の状態で単一画像表示モードとなり、
液晶分子に所定の電圧を印加することで、複数画像表示モードとなることを特徴とする表示装置。 Video display means for displaying an image;
Display switching means for electrically switching a visually recognized image to a single image display mode and a plurality of image display modes for displaying different images in the front direction and at least a part of the side direction of the video display means. When,
First polarizing means for causing linearly polarized light in a certain direction to enter the display switching means;
A display device comprising: second polarizing means for extracting linearly polarized light in a certain direction out of light emitted from the display switching means;
The display switching means is a liquid crystal layer disposed between a pair of substrates;
The polarization transmission axis of the first polarization means and the polarization transmission axis of the second polarization means are parallel, and the direction of the polarization transmission axis of the liquid crystal molecules is projected from a direction orthogonal to the substrate of the display switching means. Substantially parallel or substantially perpendicular to the major axis direction,
In the single image display mode, the major axis direction of the liquid crystal molecules when the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are projected from the direction orthogonal to the substrate and the linear polarization direction of the light incident on the liquid crystal molecules are substantially parallel or substantially perpendicular. And at least some of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are aligned such that the major axis direction thereof is substantially parallel or substantially perpendicular to the substrate,
In the multiple image display mode, the major axis direction of the liquid crystal molecules when the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are projected from the direction orthogonal to the substrate and the linear polarization direction of the light incident on the liquid crystal molecules are substantially parallel or substantially perpendicular. And at least some of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are aligned such that the major axis direction is inclined with respect to the substrate ,
Single image display mode when no voltage is applied to the liquid crystal molecules,
A display device comprising a plurality of image display modes by applying a predetermined voltage to liquid crystal molecules .
パターン電極に印加された電圧を受けた領域で液晶分子の配向方向が変化することを特徴とする請求項2に記載の表示装置。 A pattern electrode formed in a specific shape is disposed on at least one of the pair of substrates,
The display device according to claim 2, wherein the alignment direction of the liquid crystal molecules changes in a region that receives a voltage applied to the pattern electrode.
複数画像表示モードでは、特定方向からは、表示切替手段の複屈折により他の画像が映像表示手段の画像と重なって視認されることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の表示装置。4. The multi-image display mode according to claim 1, wherein, from a specific direction, another image is visually recognized by overlapping with the image of the video display unit due to the birefringence of the display switching unit. Display device.
表示切替手段の一方の表面に偏光手段が設けられており、Polarizing means is provided on one surface of the display switching means,
表示切替手段の偏光手段が設けられていない方の表面と、映像表示手段と、を貼りあわせてなることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の表示装置。6. The display device according to claim 1, wherein a surface of the display switching unit on which the polarization unit is not provided and the image display unit are bonded together.
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