WO2006030745A1 - 表示装置および視野角制御装置、電子機器 - Google Patents

Abstract

　視野角制御を行うＳＷ－ＬＣＤ（１２）の構成部材である第１透明電極膜（２６）を、タッチパネルとして利用し、第１透明電極膜（２６）の表面に接触物が接触した際、第１透明電極膜（２６）の複数の箇所から流れる電流を検出し、検出結果に基づいて該接触物の接触位置を検出する位置検出手段を備えている。これにより、装置の薄型化、軽量化、低コスト化を実現したタッチセンサ一体型の表示装置および視野角制御装置、電子機器を提供することができる。

Description

表示装置および視野角制御装置、電子機器

技術分野

[0001] 本発明は、表示装置および視野角制御装置、電子機器に関し、詳細には、視野方 向によって視認される画像が変わるモードに切替えることができるとともに、表示面上 においてペンや指の接触した位置を検出することができる表示装置および視野角制 御装置、電子機器に関するものである。

背景技術

[0002] 近年、電子機器の軽量ィ匕が進んでおり、携帯電話機ゃモパ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つている。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。

[0003] 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することができる。

[0004] ところで、近年では、指やペンなどが接触した場所の位置検出を行う入力装置であ るタツチセンサゃタツチパネルを採用した各種電子機器が普及して 、る。

[0005] 接触場所の位置検出の方式としては、静電容量結合方式、抵抗膜方式、赤外線方 式、超音波方式、電磁誘導 Z結合方式等が知られており、中でも、 2枚の透明抵抗 膜を対向させ、ペン等で触れられた部分で抵抗膜同士が接触することを利用して位 置の検出を行う抵抗膜方式は、広く採用されている。

[0006] タツチパネルをディスプレイと一体的に使用する場合、例えば、液晶表示パネルな どの画像表示部の前面にタツチパネルを配置することにより、タツチセンサ機能を実 現している。抵抗膜方式を採用したタツチパネルの場合は、まず、 2枚の透明抵抗膜 を接着剤によって張り合わせて抵抗シートを作製した後、この抵抗シートを接着剤に よって画像表示装置の前面部に張り付けることによって画像表示装置と一体化させ る。なお、特許文献 1 (特表昭 56— 500230号公報（1981年 2月 26日公表)）および 特許文献 2 (特開 2003— 66417号公報（2003年 3月 5日公開））には、静電容量結 合方式によるタツチパネルの基本装置が開示されている。

[0007] このように、各種電子機器の表面にタツチパネルを重ね合わせることによって、タツ チセンサを各種電子機器と一体化する場合、電子機器の表示面上、すなわち、表示 画像と使用者との間に、タツチパネルが存在することによって、表示装置からの光の 透過率が減少し、表示品位が損なわれてしまうという問題がある。特に、抵抗膜方式 のタツチパネルの場合、 2枚の抵抗膜間に屈折率の異なる空気が存在するため、光 の透過率が特に悪 、と 、う問題がある。

[0008] さらに、タツチパネルを追加することによって、装置全体の厚みや重量が大きくなる という問題点もある。また、コスト低減という面からも、電子機器にタツチパネルを重ね 合わせることによって妨げとなっている。

[0009] したがって、上述した狭視野角モードに切替えられる表示装置にタツチセンサを設 ける場合においても、以上の同様の問題が生じる。

[0010] そこで本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、タツチ センサを設けた場合であっても、装置の薄型化、軽量化、低コストィ匕を実現したタツチ センサー体型の表示装置および視野角制御装置、電子機器を提供することにある。 発明の開示

[0011] 本発明に係る表示装置は、上述した課題を解決するために、視認される画像を、単 一画像表示モードと複数画像表示モードとに電気的に切替える表示切替手段と、画 像を表示するための画像表示手段とを備えた表示装置において、上記表示切替手 段は、一対の基板間に液晶層を保持するものであると共に、該液晶層に電圧を印加 するための前面側の第 1透明導電膜および背面側の第 2透明導電膜を有しており、 上記表示切替手段の表面側に接触物が接触した時点で、上記第 1透明導電膜の複 数の箇所から流れる電流を検出することにより該接触物の接触位置を検出する位置 検出手段を備えて 、ることを特徴として 、る。 [0012] 上記の構成とすることにより、本発明に係る表示装置は、上記表示切替手段に設け られた第 1透明導電膜を用いて、該第 1透明導電膜の複数の箇所力 流れる電流を 検出する位置検出手段が設けられた構成となっている。

[0013] すなわち、本発明の表示装置は、上記第 1透明導電膜表面に接触物が接触した際 、第 1透明導電膜の複数の箇所から流れる電流を検出する静電容量結合方式を用 いて位置検出を行っている。これにより、 2枚の透明抵抗膜を対向させる構成によつ て位置検出を行う抵抗膜方式とは異なり、 2枚の抵抗膜間に屈折率の異なる空気が 存在しないため、光の透過率を低減することがない。

[0014] したがって、表示装置が表示する画像の明度を低減させることなくタツチセンサを備 えることができる。

[0015] また、表示装置の前面側に別途タツチパネル用の透明導電膜を設けた場合に生じ る表示品位の劣化も避けることができる。

[0016] また、以上のように、上記第 1透明導電膜をタツチパネルの構成として利用するため

、タツチセンサを一体化させた場合であっても、表示装置の薄型化、軽量化を実現す ることがでさる。

[0017] また、タツチパネルとして用いるために必要な透明導電膜が、上記表示切替手段に 設けられた第 1透明導電膜であるため、透明導電膜を設ける必要がなぐその分部品 点数を低減させることができることから、タツチセンサを備えた場合であってもコストの 上昇を抑制することができる。

[0018] したがって、本発明によれば、第 1および第 2透明導電膜を用いて上記液晶層に電 圧を印加し、単一画像表示モードと複数画像表示モードとの切替えを実現することが でき、かつ、タツチセンサ機能を有した高機能の表示装置であっても、表示装置の薄 型化 ·軽量ィ匕を実現することができるとともに、低コストでこれを提供することができる

[0019] また、本発明に係る表示装置は、上記単一画像表示モードでは、上記画像表示手 段が表示する画像をどの方向からでも視認できるようになっており、上記複数画像表 示モードでは、特定の方向からは、上記表示切替手段の複屈折により他の画像が上 記画像表示手段の画像と重なって視認されるになっていることが好ましい。 [0020] これによれば、単一画面表示モードでは、どの方向からでも画像表示手段が表示 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。

[0021] 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。

[0022] また、本発明に係る表示装置は、さらに、表示切替手段が、一定方向の直線偏光 を入射させる第 1偏光手段と、表示切替手段力ゝら出射される直線偏光を透過させる 第 2偏光手段とを備えており、上記液晶層は、上記基板の表面と直交する方向から 投射した場合に、液晶分子の長軸方向が、該液晶分子に入射する光の直線偏光方 向と常に平行または垂直になるように構成されており、単一画像表示モードでは、少 なくとも一部の上記液晶分子の長軸方向が上記基板の表面に対して平行または垂 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、その長軸方向が、基板の 表面に対して傾斜するように配向されて 、ることが好ま 、。

[0023] なおここで、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 、こと を意味する。

[0024] 例えば、上記液晶層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垂直または平行である状態と、光の進行方向に 対して傾斜して 、る状態とを取り得る構成である。

[0025] すなわち、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平行または垂直であり、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平行または垂直で、かつ、基板に垂直な面内に て傾斜する。

[0026] 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 に平行または垂直となるように配向して 、る。

[0027] 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 の液晶分子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、例えば、第 1偏光手段と第 2偏光手段との偏 光透過軸を同方向にしたり、第 1偏光手段を出射する直線偏光を、第 2の偏光手段 の透過軸と一致するように偏光方向を回転させて第 2偏光手段に入射させる部材を 設置することで、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 、画像表示手段に表示された画像が視認できる。

[0028] 一方、上記正面方向以外力 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。

[0029] 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の表面と平行または 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 力も見た場合と同じになる。よって、斜め方向力も見ても、液晶分子に複屈折が生じ ず、入射光が液晶層と第 2偏光手段とを通過させることができ、画像表示手段の画像 が視認できる。

[0030] 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の表面に対し 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、斜め方向力も見た場合に、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、画像表示手段の画像が視認できなくなる。

[0031] したがって、単一画面表示モードでは、画像表示手段が表示する画像をどの方向 力もでも視認でき、複数画像モードでは、特定の方向からのみ画像表示手段が表示 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。

[0032] したがって、本発明の表示装置は、上記の効果にカ卩えて、複屈折を制御することに より視野角を制御するという簡単な構成で、表示装置の表示品位は良好に保つこと ができる。

[0033] 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力まわな 、。この場合 、複数画面表示モードで斜め方向力 見た場合に、上記領域の部分から表示装置 の画像が見える。

[0034] 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。

[0035] なおここで、本明細書中における「平行」とは、完全に平行である場合の他に、完全 に平行である場合に奏する効果と同等の効果を奏することができれば実質的に平行 である場合も含まれ、また「垂直」とは、完全に垂直である場合の他に、完全に垂直で ある場合に奏する効果と同等の効果を奏することができれば実質的に垂直である状 態も含まれる。

[0036] また、本発明に係る表示装置は、上記表示切替手段による単一画像表示モードと 複数画像表示モードとの表示切替えと、上記位置検出手段による接触物の位置検 出とは、交互に切換えられるように構成されて 、ることが好ま 、。

[0037] このように、上記表示切替手段による単一画像表示モードと複数画像表示モードと の切替えと、上記位置検出手段による接触物の位置検出とを交互に切換えて行うこ とから、これらのために利用される上記第 1透明導電膜は、時分割で利用されること になる。

[0038] 第 1透明導電膜を時分割で利用するため、表示切替手段に対して供給する表示切 替のための信号が位置検出用の信号に対してノイズとして働くことがない。したがつ て、ノイズが生じる場合にはこれを軽減させるための絶縁層を備える必要があるが、 絶縁層を備えることによって画像表示手段が表示する画像のさらなる表示品位劣化 が生じるという問題がある。そこで、本発明の表示装置は、第 1透明導電膜を時分割 で利用するため、このようなノイズが発生しない。そのため、絶縁層を備える必要はな ぐ上記の問題を解決することができる。このような構成としては、例えば、スィッチン グ回路を備える構成が挙げら得る。 [0039] また、本発明に係る表示装置は、表示切替用の電圧または電流を上記第 1透明導 電膜に供給する第 1回路と、位置検出用の電圧または電流を上記第 1透明導電膜に 供給する第 2回路とを備えており、上記第 1回路と第 2回路とは、互いに異なる周波数 の電圧または電流を第 1透明導電膜に供給するようになって!/、ることが好ま 、。ま た、或る特定の周波数の電圧または電流のみを取り出す周波数検出手段を備えて 、ることが好まし!/、。

[0040] 上記の構成とすることにより、本発明の表示装置は、上記表示切替手段による単一 画像表示モードと複数画像表示モードとの切替えと、上記位置検出手段による接触 物の位置検出とを独立して実行することができる。

[0041] すなわち、上記の構成とすれば、表示切替えおよび位置検出を、第 1透明導電膜 を同時に用いて実行することができる。したがって、第 1透明導電膜を時分割で利用 する場合に生じ得る表示電圧の印加遅滞は、発生しな ヽ。

[0042] また、表示電圧の印加遅滞が発生しないのみならず、位置検出にも高速に対応す ることが可能となり、良好な表示切替えおよび位置検出を実現する表示装置を提供 することができる。

[0043] 上記第 1回路および第 2回路から同時に電圧または電流を供給された第 1透明導 電膜表面に接触物が接触すれば、第 1透明導電膜の複数の箇所から電流が流れる 。位置検出は、第 2回路力も供給された周波数に相当する電流を用いて行うため、本 発明の表示装置は、さらに、或る特定の周波数の電圧または電流のみを取り出す周 波数検出手段を備えている。これにより、第 1透明導電膜にて 2種類の周波数の電流 が混在した中から、位置検出用の周波数に相当する電流のみを検出することができ る。

[0044] したがって、第 1透明導電膜に上記第 1回路および第 2回路から同時に電圧または 電流を供給された場合であっても、良好な表示切替えおよび位置検出を実現する。

[0045] また、本発明に係る表示装置は、上記第 1透明導電膜は、分割された複数の領域 を有しており、少なくとも二つの領域の間を流れる電流が上記位置検出手段によって 検出されるようになって 、ることが好ま 、。

[0046] 上記の構成とすることにより、少なくとも二つの領域の間を流れる電流力 接触位置 の検出を行うことができる。これにより位置検出の精度を向上させることが可能である

[0047] また、本発明に係る表示装置は、上記第 1偏光手段および第 2偏光手段の偏光透 過軸の方向が同一であり、上記偏光透過軸の方向が、上記基板の表面と直交する 方向から投射した場合の液晶分子の長軸方向に対して、平行または垂直であること が好ましい。

[0048] なおここで、「同一」とは、完全に同一である場合の他に、完全に同一である場合に 奏する効果と同等の効果を奏することができれば実質的に同一である場合も含まれ る。また、「平行」とは、上述したように、完全に平行である場合のほかに、完全に平行 である場合に奏する効果と同等の効果を奏することができれば実質的に平行である 場合も含まれ、「垂直」とは、完全に垂直である場合のほかに、完全に垂直である場 合に奏する効果と同等の効果を奏することができれば実質的に垂直である場合も含 まれる。

[0049] 上記の構成によれば、第 1偏光手段と第 2偏光手段との偏光透過軸の方向が同一 なので、他の部材を使用することなぐ第 2偏光手段が、上記液晶層から出射する直 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 晶層から出射する直線偏光を取り出せる構成となる。

[0050] また、本発明に係る表示装置は、上記第 2透明導電膜は、特定の形状に形成され たパターン電極であり、上記パターン電極に印加された電圧を受けた領域で上記液 晶層の液晶分子の配向方向が変化するように構成されて 、ることが好ま 、。

[0051] 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 、ノ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。

[0052] 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替わる場合では、 ノターン電極として、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。

[0053] また、本発明に係る表示装置は、上記画像表示手段に一定方向の直線偏光を入 射される第 3偏光手段を備え、上記画像表示手段の一方の表面に上記第 3偏光手 段が設けられ、他方の表面に上記第 1偏光手段が設けられており、上記表示切替手 段の一方の表面に上記第 2偏光手段が設けられており、上記表示切替手段における 第 2偏光手段が設けられて 、な 、方の表面と、上記画像表示手段とを貼りあわせて なることが好ましい。

[0054] これによれば、第 3偏光手段、画像表示手段、第 1偏光手段、表示切替手段、第 2 偏光手段、力 S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。

[0055] また、偏光手段が表示切替手段の片面にのみ設けられて!/、るので、画像表示手段 と表示切替手段とに挟まれる偏光手段が第 2偏光手段の 1つのみになり、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、画像表示手段として液晶表示装置を用いる場合など、画像表示手段 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。

[0056] また、本発明に係る表示装置は、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度以下であることが好ましい。

[0057] 表示切替手段において、液晶分子の長軸方向と上記基板の表面とがなす角度を 4 5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、表示装置の表示画像を最適に隠すことができる。

[0058] 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の表面と 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。

[0059] また、本発明に係る視野角制御装置は、入射光の視野角を制御して出力するととも に、装置表面上における接触物の接触位置を検出する視野角制御装置であって、 液晶素子と、該液晶素子上に設けられた直線偏光板と、位置検出素子とを備えてお り、上記液晶素子は、対向透明電極を有し、上記位置検出素子は、接触物が接触し た際、上記対向透明電極の複数の箇所から流れる電流を検出することにより該接触 物の接触位置を検出するように構成されており、上記液晶素子の液晶分子の長軸方 向は、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、上記液晶分子は、光の進行方向に対して垂直または平行である状態 と、光の進行方向に対して傾斜して 、る状態とを取り得ることを特徴として 、る。

[0060] 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。

[0061] なおここで、「平行」とは、完全に平行である場合のほかに、完全に平行である場合 に奏する効果と同等の効果を奏することができれば実質的に平行である場合も含ま れ、「垂直」とは、完全に垂直である場合のほかに、完全に垂直である場合に奏する 効果と同等の効果を奏することができれば実質的に垂直である場合も含まれる。。

[0062] また、本発明の電子機器は、以上のような表示装置または視野角制御装置を搭載 している。

[0063] 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 力 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。

[0064] 本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十 分わ力るであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白にな るであろう。

図面の簡単な説明

[0065] [図 1]本発明の実施形態に係る携帯電話機の表示部の断面図である。

[図 2]本発明の実施形態に係る携帯電話機を示す正面図である。

[図 3]本発明の実施形態に係る携帯電話機が単一画像表示モードに設定されている ときに、正面あるいは斜め方向から視認される表示部の状態を示す説明図である。

[図 4]本発明の実施形態に係る携帯電話機が複数画像表示モードに設定されている ときに、正面あるいは斜め方向から視認される表示部の状態を示す説明図である。

[図 5(a)]本発明の実施形態に係る携帯電話機が単一画像表示モードに設定されて V、るときの表示部の平面図である。

[図 5(b)]図 5 (a)における表示部を線分 A— A'で切断した状態を示す断面図である。

[図 5(c)]図 5 (a)における表示部を線分 B— B'で切断した状態を示す断面図である。 圆 6]本発明の実施形態に係る表示部に配された第 1透明電極膜および第 2透明電 極膜が複数画像表示モードである場合において視認される状態を示した説明図であ る。

圆 7(a)]本発明の実施形態に係る携帯電話機が複数画像表示モードに設定されて いるときの表示部を示し、図 5 (a)に示した表示部を線分 A— A'で切断した状態を示 す断面図である。

[図 7(b)]本発明の実施形態に係る携帯電話機が複数画像表示モードに設定されて いるときの表示部を示し、図 5 (a)に示した表示部を線分 B— B'で切断した状態を示 す断面図である。

圆 8(a)]本発明の他の実施形態に係る携帯電話機が単一画像表示モードに設定さ れているときの表示部を示し、図 5 (a)に示した表示部を線分 A— A'で切断した状態 を示す断面図である。

圆 8(b)]本発明の他の実施形態に係る携帯電話機が単一画像表示モードに設定さ れているときの表示部を示し、図 5 (a)に示した表示部を線分 B— B'で切断した状態 を示す断面図である。

圆 9(a)]本発明の他の実施形態に係る携帯電話機が単一画像表示モードに設定さ れて 、るときの表示部の平面図である。

[図 9(b)]図 9 (a)における表示部を線分 A— A'で切断した状態を示す断面図である。

[図 9(c)]図 9 (a)における表示部を線分 B— B'で切断した状態を示す断面図である。

[図 10(a)]本発明の他の実施形態に係る携帯電話機が複数画像表示モードに設定さ れているときの表示部を示し、図 9 (a)に示した表示部を線分 A— A'で切断した状態 を示す断面図である。

圆 10(b)]本発明の他の実施形態に係る携帯電話機が複数画像表示モードに設定さ れているときの表示部を示し、図 9 (a)に示した表示部を線分 B— B'で切断した状態 を示す断面図である。 [図 11(a)]本発明の他の実施形態に係る携帯電話機が単一画像表示モードに設定さ れているときの表示部を示し、図 9 (a)に示した表示部を線分 A— A'で切断した状態 を示す断面図である。

[図 11(b)]本発明の他の実施形態に係る携帯電話機が単一画像表示モードに設定さ れているときの表示部を示し、図 9 (a)に示した表示部を線分 B— B'で切断した状態 を示す断面図である。

[図 12]本発明の実施の形態に係る SW— LCDにおいて、視線の仰角と透過率との 関係を示すグラフである。

[図 13]本発明の他の実施形態に係る SW— LCDにおいて、視線の仰角と透過率と の関係を示すグラフである。

[図 14]本発明の実施形態に係る SW— LCDにおける第 1透明電極膜の構成を示し た平面図である。

[図 15]静電容量結合方式タツチセンサの動作原理（1次元の場合)を説明するための 回路図である。

[図 16]静電容量結合方式タツチセンサの動作原理 (2次元の場合)を説明するための 回路図である。

[図 17]本発明の実施形態に係る携帯電話機に設けられたスイッチング回路の構成を 示す回路図である。

[図 18]本発明の実施形態に係る携帯電話機に設けられた位置検出手段の構成を示 すブロック図である。

[図 19]本発明の実施形態に係る携帯電話機に設けられた表示部の他の構成を示す 断面図である。

[図 20]本発明の他の実施形態に係る携帯電話機に設けられた位置検出手段の構成 を示すブロック図である。

発明を実施するための最良の形態

〔実施の形態 1〕

本発明の一実施形態について図 1ないし図 19に基づいて説明すると以下の通りで ある。 [0067] 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、本実施形態では図 2 に示して!/ヽる側を前面側とする。

[0068] 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。

[0069] 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 、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 ONZOFFを切替える電源ボタン、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。

[0070] また、本実施形態の携帯電話機 1は、表示部 4にタツチセンサ機能を有している。「 タツチセンサ機能」とは、画面上をペンや指 (接触物)で触れるだけで、様々な機能を 自在に呼び起こすことができる機能のことである。したがって、例えば、上述したメイン 操作ボタン群 6の一部を、ボタン操作ではなぐ表示部 4内のタツチセンサ 28によって 操作することができる。さらに、例えば、以下に説明する狭視野角モードと広視野角 モードとを設定する (切替える）際にも、ボタン操作ではなぐタツチセンサ 28によって 設定することもできる。そのため、接触物が接触した際、後述する第 1透明導電膜の 複数の箇所力 流れる電流を検出し、検出結果に基づいて該接触物の接触位置を 検出する図示しな 、位置検出手段が設けられて 、る。タツチセンサ機能にっ 、ての 詳細は後述する。

[0071] また、本実施形態の携帯電話機 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 (すなわち、携帯電話機 1の使用者とは異なる携帯 電話機 1の周隨こいる者)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、このように表示部 4に表示されたメール本文や撮影画像が周囲からは見 えなくなる設定を狭視野角モード (複数画像表示モード)という。また、この狭視野角 モードに対して、どの角度から見ても表示部 4のメイン画像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を操作することにより任意に設定変更できる。

[0072] 図 3に示すように、広視野角モードでは、表示部 4を真正面力 見た場合も（図 3中 の正面方位)、正面より表示部 4に向力つて右側となる斜め前力も見た場合も（図 3中 の右側面方位)、正面より表示部 4に向力つて左側となる斜め前力も見た場合も（図 3 中の左側面方位）、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 力 は、黒表示に「SHARP」のロゴが入った切替え画像が重なって視認される。

[0073] 以下に、この表示部 4の詳細な構成について説明する。

[0074] 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 (第 3偏光手段） 15をこの順に積層させて なり、第 3偏光板 15側にバックライト 16が設置されている。

[0075] 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り、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 Ζ2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。

[0076] なお、第 2偏光板 11は SW— LCD12に貼付けられ、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 LCD14とが、第 1偏光板 13を介して接着層 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、接着層 17は、熱硬化型や紫外線硬化型の 榭脂系接着剤により接着しても良 、し、 V、わゆる両面テープにより固定しても力まわ ない。また、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。

[0077] 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、携帯電話機 1の操作画面や写真、メール本文など の画像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ょ 、。なお、自発 光型の場合は、ノ ックライトは不要である。

[0078] SW— LCD12は、基板 (第 1基板) 21、第 1透明電極膜 (第 1透明導電膜) 26、配 向膜 24、液晶層 23、配向膜 25、第 2透明電極膜 (第 2透明導電膜) 27、基板 (第 2 基板） 22、力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、第 1透明電極膜 26および第 2透明電極膜 2 7への、図示しない制御部力 の電圧印加により、配向方向が変化する。そして、 SW LCD12では、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 切替える。

[0079] 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第 1 透明電極膜 26および第 2透明電極膜 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、または、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 視野角モード用また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ょ 、。 [0080] ノ 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 入る前のノ ックライト 16からの出射光のうちの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に入射する前の光のうちの一 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— LCD1 2を透過した光のうちの一定方向の直線偏光を取り出す。

[0081] 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。

[0082] (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（ 紙面の左右方向）を X方向、上下方向^ y方向、表示部 4の厚さを表す方向を z方向と 言う。また、図 5 (a)〜10 (b)では、説明の便宜上、第 1透明電極膜 26、第 2透明電 極膜 27、配向膜 24· 25を省略している。

[0083] まず、図 5 (a)では、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偏光板 11および第 2 偏光板 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平行になるように一軸配向される。なおここで、「 平行」とは、完全に平行である場合のほかに、完全に平行である場合に奏する効果と 同等の効果を奏することができれば実質的に平行である場合も含まれる。また、以下 で「垂直」とは、完全に垂直である場合のほかに、完全に垂直である場合に奏する効 果と同等の効果を奏することができれば実質的に垂直である場合も含まれる。

[0084] この場合、図 5 (a)において線分 A— A'にて切断した状態を示した図 5 (b)の断面 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 の偏光透過軸と平行に一軸配向している。ノ ックライト 16からメイン LCD14を経て S W— 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は一致または実質的に一致している。 以下の説明では「一致または実質的に一致して 、る」ことを「一致して 、る」と記載す る。

[0085] 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一 致している。よって、メイン LCD14の画像が見える。すなわち、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。

[0086] 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、第 1透明電極膜 26および第 2 透明電極膜 27に図示しない第 1回路によって交流電圧 (例えば、 100Hz、 3Vの電 圧）が供給される。このときの液晶分子の様子を、図 7 (a) '図 7 (b)に示している。図 7 (a)は、図 5 (b)と同じく線分 A—A'における断面図であり、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、図 5 (c)と同じく線分 B— B'における断面図 であり、液晶分子は紙面法線方向から約 45度傾斜している。

[0087] 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 (b )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。

[0088] 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に向力つ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 LCD14の画像が見えない。

[0089] 同様に、表示部 4に向力つ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に向力つ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— LCD12を光 が透過せず、メイン LCD14の画像が見えない。

[0090] 以上のような仕組みにより、第 1透明電極膜 26および第 2透明電極膜 27に電圧を 印加すると、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、図 4に示 すように、複屈折の影響を受けずそのままメイン LCD14の画像が見える力 正面方 向以外力も見た場合 (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。

[0091] 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ぐ基板 21 · 22に対して傾斜していればどのような角 度の傾斜でも力まわない。つまり、基板 21 · 22に対して平行である時の傾斜角度より 大きぐ垂直である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。

[0092] 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 LCD14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。

[0093] また、第 2透明電極膜 27 (図 6の（a) )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ユングが施されたものを使用 することも可能である。これにより、第 2透明電極膜 27に電圧が印加されないロゴ部 分では、液晶分子に電圧が力からないので、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 S W— LCD12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（a)の表示部 4 のようなロゴ画像となる。

[0094] 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 、。

[0095] なおまた、本実施の形態における表示部 4は、タツチセンサ機能を有しており、詳細 は後述するが、第 1透明電極膜 26をタツチパネルとして用いる。そのため、上述した 電極パターユングを第 1透明電極膜 26に施すと、タツチパネルとしての機能を果たさ ない部分が生じることになる。そのため、上述したようなロゴ画像を構成する場合、電 極パター-ングは、第 2透明電極膜 27に施すことが好ましい。し力しながら、タツチパ ネルとして第 1透明電極膜 26の全面を用いるのではなぐ所定の領域のみを用いる 場合は、その領域以外の部分であれば、第 1透明電極膜 26に電極パターユングを 施すことも可能である。この場合は、第 1透明電極膜 26のみ、または、図 6の（b)に示 すように第 1透明電極膜 26および第 2透明電極膜 27の両方に電極パターユングを 施してちょい。

[0096] (SW— LCDの液晶分子配向例 2)

SW— LCDの液晶分子配向例 2について図 8を用いて説明する。図 8に図示した S W LCDの液晶分子配向例 2は、上記 SW— LCDの液晶分子配向例 1における S W— LCD12において用いた配向膜 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— LCD 12 'を用 ヽることで実現される。これにより、 図 8 (a)のように、基板 21 · 22の表面と垂直となるように液晶分子を配向させられる。

[0097] この場合、電圧無印加の状態で、 3¹^—1^ 012'の液晶分子は基板21 ' 22と垂直 に一軸配向している。すなわち、図 8 (b)において、正面 (観察者 31)から見た場合は 、液晶分子 37aが真円に見える。そして、正面以外の方向から見た場合は、液晶分 子 37b' 37cのように長軸方向力 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。

[0098] 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、第 1透明電極膜 26および 第 2透明電極膜 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。

[0099] よって、同様の仕組みにより、第 1透明電極膜 26および第 2透明電極膜 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）には、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 面方向以外力も見た場合 (観察者 32· 33が見た場合)は、複屈折の影響を受けて口 ゴ画像が見える。

[0100] (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。

[0101] 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 垂直になるように一軸配向される。

[0102] 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。ノ 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— LCD 12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。

[0103] 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、図示しない第 1回路により第 1 透明電極膜 26および第 2透明電極膜 27に交流電圧をかける。このときの液晶分子 の様子を、図 10 (a)および図 10 (b)に示している。図 10 (a)は、図 9 (A)において線 分 A— A'で切断した断面図であり、液晶分子は基板 21 · 22に対して 45度傾斜して いることがわ力る。図 10 (b)は、図 9 (A)において線分 B— B'で切断した断面図であ り、液晶分子は紙面法線方向から 45度傾斜している。

[0104] 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

[0105] 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に向力つて左側からの液晶分子の投射図力 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—LCD 12を光が透過せず、メイン LC D 14の画像が見えない。

[0106] 同様に、表示部 4に向力つ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に向力つ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 1 1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つ。よって、観察 者 33から見ると、液晶の複屈折の影響で SW—LCD 12を光が透過せず、メイン LC D 14の画像が見えない。

[0107] 以上のような仕組みにより、第 1透明電極膜 26および第 2透明電極膜 27に電圧を 印加すると、図 4に示すように、表示部 4を、正面方向力 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 LCD 14の画像が見えるが、正面 方向以外力も見た場合 (観察者 32 · 33が見た場合)は、複屈折の影響を受けて SW LCD 12を光が透過せず、メイン LCD 14の画像が見えなくなる。

[0108] (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 1 1を用いて説明する。図 1 1に示す S W— LCDの液晶分子配向例 4は、上記 SW— LCDの液晶分子配向例 3において用 いた配向膜 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と垂直とな るように液晶分子を配向させられる。

[0109] この場合、電圧無印加の状態で、 3¹^—1^ 012 'の液晶分子は基板21 ' 22と垂直 に一軸配向している。すなわち、図 1 1 (b)に示すように、正面力も見た場合は、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 力 SO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 LCD 14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。 [0110] 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、図示しない第 1回路により 第 1透明電極膜 26および第 2透明電極膜 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。

[0111] よって、同様の仕組みにより、第 1透明電極膜 26および第 2透明電極膜 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の画像が見える力 正 面方向以外力も見た場合 (観察者 32· 33が見た場合)は、複屈折の影響を受けて口 ゴ画像が見える。

[0112] (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。

[0113] 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、視線力 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、 正面力ら見た場合のリタ一デーシヨン力 S500mn、 600nm, 800nm, lOOOnm, 150 Onmのものを用いて測定した。

[0114] 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。リタ一デーシヨン 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 lOOOnmのものでは仰角約 38度力 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、リタ一デーシヨンが 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。 [0115] SW—LCD12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 、リタ一デーシヨ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 LCD14の画像を隠す場合は、この仰角での透過率が低い、 500nm〜1000n mのリタ一デーシヨンを示す SW—LCD12を用いればよ!、。仰角 30度〜 50度からの 視線を中心にメイン LCD14の画像を隠したい場合は、この範囲で透過率が低い、リ ターデーシヨン 800nm〜1000nmのものを用いればよい。一方、仰角が 40度より大 きい範囲力もの視線に対してメイン LCD14の画像を隠したい場合は、この範囲で透 過率が低!ヽ、リタ一デーシヨン 500nm〜600nmのものを用いればよ!ヽ。

[0116] また、図 13は、同様にして液晶分子配向例 3の SW—LCD12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 V、るので、同じようにして最適なリタ一デーシヨンを選べばょ 、。

[0117] 次に、本実施の形態の携帯電話機 1のタツチセンサについて説明する。

[0118] 上述したように、携帯電話機 1は、例えば、上述した狭視野角モードと広視野角モ ードの設定や、その他の設定を、図 2に図示したメイン操作ボタン群 6によるボタン操 作にて行うのではなぐタツチセンサ 28によって行うことができる。

[0119] 従来と同じように対象電子機器に位置検出用導電膜を追加した場合では、表示品 位が低下する。し力しながら、本実施の形態では、第 1透明電極膜 26を表示切替用 の電極として用いるとともに、位置検出用電極として用いるため、上記の表示品位劣 化の問題を解決することができる。

[0120] 本実施の形態では、第 1透明電極膜 26を表示切替用の電極として用いる場合と（ 視野角制御モード)、位置検出用電極として用いるとき場合 (位置検出モード)とを時 間的に分離し、両モードを交互に切替える構成としている。

[0121] 具体的には、上記 SW—LCD12によって視認される画像を単一画像表示モードと 複数画像表示モードとに切替える視野角制御モードと、図示しない位置検出手段に よって接触物の接触位置を検出する位置検出モードとは、後述するスイッチング回路 によって時分割され、視野角制御モードまたは位置検出モードのどちらか一方のモ ードが実行することができるようにして 、る。

[0122] そこで、図 1に示した表示部 4に備えられた第 1透明電極膜 26について詳細に説明 する。図 14は、第 1透明電極膜 26の構成を示す平面図である。

[0123] 図 14に示すように第 1透明電極膜 26の 4隅には、電極 26a〜26dが形成されてい る。これらの電極には交流電圧が印加され、第 1透明電極膜 26内で勾配の小さな電 界が略均一に形成される。

[0124] 図 1に示した表示部 4の第 2偏光板 11、または、その上に形成された他の絶縁部材 の表面をペンや指によって触れた場合、第 1透明電極膜 26がグランド (接地面）と容 量的に結合される。この容量とは、第 2偏光板 11と第 1透明電極膜 26の間の容量、 および、人と地面との間に存在する容量の合計である。

[0125] 容量結合した接触部分と第 1透明電極膜 26の各電極 26a〜26dとの間における電 気抵抗値は、接触部分と各電極 26a〜26dとの間の距離に比例する。したがって、 第 1透明電極膜 26の 4隅の電極 26a〜26dを介して、接触部分と各電極 26a〜26d の間の距離に比例した電流が流れることになる。これらの電流の大きさを検出すれば 、接触部分の位置座標を求めることができる。

[0126] 以下に、図 15に基づいて、本発明で採用する静電容量結合方式による位置検出 方法の基本原理を説明する。

[0127] なお、図 15では、説明を簡単にするため、電極 Aおよび電極 Bに挟まれた 1次元抵 抗体を示している。実際の表示装置では、 2次元的な広がりを持つ対向導電膜がこ の 1次元抵抗体と同様の機能を発揮する。

[0128] 電極 Aおよび電極 Bのそれぞれには、電流 電圧変換用の抵抗 rが接続されてい る。電極 Α·Βは、後述するスイッチング回路を介して位置検出手段に接続される。本 実施形態では、スイッチング回路および位置検出手段の設置箇所は、適宜設定する ことができる。例えば、基板 22に形成されている構成であってもよぐ表示部 4の外部 に設けられた構成であってもよ 、。

[0129] 電極 Αとグランドとの間、および、電極 Bとグランドとの間には、位置検出モードにお いて同相同電位の電圧（交流 _e)が印加される。このとき、電極 Aと電極 Bは常に同電 位にあるため、電極 Aと電極 Bとの間を電流は流れない。

[0130] 指などで位置 Cをタツチするとする。ここで、指による接触位置 C力も電極 Aまで抵 抗を R、接触位置 C力も電極 Bまで抵抗を R、 R=R +Rとする。このとき、人のイン

1 2 1 2

ピーダンスを Zとし、電極 Aを流れる電流を i、電極 Bを流れる電流を iとした場合、以

1 2

下の式（1)· (2)が成立する。

e=ri +Ri +(i +i)Z (1)

1 1 1 1 2

e=ri +Ri +(i +i)Z (2)

2 22 1 2

上記の式（1)および式（2)から、以下の式（3)および式 (4)が得られる。 i (r+R)=i (r+R) (3)

1 1 2 2

i =i (r+R)/(r+R) (4)

2 1 1 2

式 (4)を式（1)に代入すると、以下の式（5)が得られる。

e=ri +Ri +(i +i (r+R )/(r+R ))Z=i (R(Z+r)+RR +2Zr+r²)/(r+

1 1 1 1 1 1 2 1 1 2

R) ····· (5)

2

上記式（5)から、次の式 (6)が得られる。

i =e(r+R)/(R(Z+r)+RR +2Zr+r²) (6)

1 2 1 2

同様にして、以下の式（7)が得られる。

1 =e(r+R)/(R(Z+r)+RR +2Zr+r²) (7)

2 1 1 2

ここで、 R、 Rの比を全体の抵抗 Rを用いて表すと、式（8)が得られる。

1 2

R /R= (2r/R+l)i/(i +i ) -r/R (8)

1 2 1 2

rと Rは既知であるので、電極 Aを流れる電流 iと電極 Bを流れる電流 iを測定によつ

1 2

て求めれば、式 (8)から R 1 ZRを決定することができる。なお、 R 1 ZRは、指で接触し た人間を含むインピーダンス zに依存しない。したがって、インピーダンス zがゼロ、無 限大でない限り、式 (8)が成立し、人、材料による変化、状態を無視できる。

[0131] 次に、図 14および図 16を参照しながら、上記 1次元の場合における関係式を 2次 元の場合に拡大した場合を説明する。ここでは、図 14に示すように、第 1透明電極膜

26の 4隅に 4つの電極 26a〜26dを形成して!/ヽる。これらの電極 26a〜26diま、スイツ チング回路を介して位置検出手段に接続される。

[0132] 図 16を参照する。図 16に示されるように、第 1透明電極膜 26の 4隅の電極 26a〜2 6dには、同相同電位の交流電圧が印加され、指などの接触によって第 1透明電極膜 26の 4隅を流れる電流をそれぞれ i、 i、 i、および iとする。この場合、上記の計算と

1 2 3 4

同様の計算により、以下の式が得られる。

X=k +k · (i +i +i +i +i ) (9)

1 2 2 3 1 2 3 4

Y=k +k · (i +i +i +i +i ) (10)

1 2 1 2 1 2 3 4

ここで、 Xは透明電極膜上における接触位置の X座標、 Yは透明電極膜上における 接触位置の Y座標である。また、 kはオフセット、 kは倍率である。 kおよび kは、人

1 2 1 2 のインピーダンスに依存しな ヽ定数である。

[0133] 上記の式（9)および式（10)に基づけば、 4つの電極 26a〜26dを流れる i〜iの測

1 4 定値カゝら接触位置を決定することができる。

[0134] なお、上記の例では、第 1透明電極膜 26の 4隅に電極を配置し、各電極を流れる 電流を測定することにより、 2次元的な広がりをもつ面上における接触位置を検出し ているが、第 1透明電極膜 26の電極数は 4つに限られるものではない。 2次元的な位 置検出に必要な電極の最低数は 3である力 電極の数を 5以上に増加させることによ り、位置検出の精度を向上させることが可能である。

[0135] 上述した原理に従って、接触位置の座標を決定するには、第 1透明電極膜 26に設 けられた複数の電極を流れる電流の値を測定する必要がある。また、第 1透明電極 膜 26は、視野角制御モードでは、切替えに必要な所定の電圧を液晶層 23に印加す る必要がある。

[0136] 上述したように、本実施形態では、上記 SW—LCD12によって、視認される画像を 単一画像表示モードと複数画像表示モードとに切替える視野角制御モードと、位置 検出手段によって、接触物の接触位置を検出する位置検出モードとは、スイッチング 回路によって時分割され、視野角制御モードまたは位置検出モードのどちらか一方 のモードが実行するように構成されて 、る。

[0137] 図 17は、スイッチング回路の構成例を示す回路図である。端子 50にスイッチング回 路の切替えを制御する制御信号が印加される。この制御信号は不図示の制御回路 によって生成される。制御信号が「High」レベルにあるとき、スイッチング回路内の第 1トランジスタ 51は導通状態となり、第 2トランジスタ 52が非導通状態になる。このとき 、電極 26a〜26dは、 SW— LCD12の共通電極（COM)と電気的に接続され、切替 えに必要な電圧の印加を受ける。

[0138] 一方、制御信号が「High」レベルから「Low」レベルに遷移すると、図 17に示すスィ ツチング回路内の第 1トランジスタ 51は非導通状態へ変化し、第 2トランジスタ 52が導 通状態になる。その結果、電極 26a〜26dはそれぞれ、位置検出手段の端子 A'、 B' 、 C'、および D'に電気的に接続されることとなる。そして、上述した電流 i〜iの測定

1 4 と位置座標の決定が実行される。

[0139] 位置検出モードで第 1透明電極膜 26に印加される交流電圧の周期は、例えば、 3 0〜200kHzの範囲に設定され、電圧の振幅は例えば 2〜3Vの範囲内に設定され る。

[0140] 次に図 18に基づいて、位置検出手段の構成を説明する。図 18は、位置検出手段 の構成を示す説明図である。

[0141] 図示する位置検出手段は、 4つの電流変化検出回路 61を備えている。電流変化 検出回路 61は、位置検出モードにおいて第 1透明電極膜 26の電極 26a〜26dの各 々とグランドとの間を流れる電流を測定する。各電極 26a〜26dには、第 1回路 65に よって交流電圧が印加されている。このため、指などの接触によって各電極 A〜Dを 流れる電流は交流成分を有している。電流変化検出回路 61の出力は、アナログ信 号処理回路 62によって増幅およびバンドパスフィルタリングの処理を受ける。アナ口 グ信号処理回路 62の出力は、検波フィルタリング回路 63によって検波された後、更 に、ノイズ消去直流化回路 64に入力される。ノイズ消去直流回路 64は、検波フィルタ リング回路 63の出力を直流化し、各電極 26a〜26dを流れる電流に比例した値をも つ信号が生成される。

[0142] 上記信号をノイズ消去直流化回路 64から受け取ったアナログマルチプレクサ 66は 、上記信号の切替えを行った後、電極 26a〜26dから出力をその順序で AZD変換 器 67に送出する。 AZD変換器 67は、デジタル化された信号 (データ）を処理装置 6 8に送出する。処理装置 68は、本実施形態の携帯電話機 1に搭載され、データ処理 を実行するものである。

[0143] 以上のように、本実施形態の携帯電話機 1を用いれば、視野角制御を行う SW— L CD12の構成部材である第 1透明電極膜 26を、タツチパネルとして利用し、第 1透明 電極膜 26の表面に接触物が接触した際、第 1透明電極膜 26の複数の箇所力も流れ る電流を検出し、検出結果に基づいて該接触物の接触位置を検出する位置検出手 段を備えている。

[0144] これにより、 SW—LCD12の前面側に別途透明導電膜を設けた場合に生じる表示 品位の劣化を避けることができる。

[0145] また、以上のように、上記第 1透明電極膜 26をタツチパネルの構成として利用する ため、本発明のようにタツチセンサを一体化させた構成であっても、携帯電話機 1の 薄型化、軽量ィ匕を実現することができる。

[0146] また、タツチパネル用の透明導電膜を別途付加することないため、その分部品点数 を低減させることができることから、タツチセンサを一体ィ匕させた場合であってもコスト の上昇を抑制することができる。

[0147] さらに、第 1透明電極膜 26の複数の箇所から流れる電流を検出する静電容量結合 方式を用いて位置検出を行っていることから、 2枚の透明抵抗膜を対向させる構成に よって位置検出を行う抵抗膜方式とは異なり、 2枚の抵抗膜間に屈折率の異なる空 気が存在しないため、光の透過率を低減することがない。したがって、タツチセンサを 一体型させる場合であっても一体化させる対象となる表示装置に表示させる画像の 明度を低減させることなぐ良好な表示切替えを実現しつつ、タツチパネルを備えた 高機能の表示装置を実現することができる。

[0148] なお、本実施形態の携帯電話機 1では、第 1透明電極膜 26および第 2透明電極膜 27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。

[0149] 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— LCD 12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。

[0150] さらに、本実施の形態の表示装置は、メイン LCD14の画像に向力つたときに、斜め から (正面より左または右から)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、斜め上や斜め下力 画像が見えな 、ように視野角を制御してもよ 、。

[0151] この構成を実現するには、メイン LCD 14に表示される画像の左右方向力 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、メイン LCD14と SW LCD12とを貼りあわせればよい。

[0152] 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 19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 55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 55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 55としては、 1/2 λ板 (位相差板)を用いることができる。

[0153] なお、上記偏光回転部材 55は、第 1偏光板 13と第 2偏光板 11との間であれば、液 晶層 23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 55を設置してもよい。

[0154] 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力 これに限られるものではなぐモパイルのパソコン、 AV機器、 DVDプレイヤ一等の表示装置を有する携帯用電子機器に適用できる。または、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。

〔実施の形態 2〕

本発明に係る他の実施形態について説明すれば、以下の通りである。本実施形態 では、上記実施の形態 1との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の 形態 1で説明した部材と同様の機能を有する部材には同一の符号を付し、その説明 を省略する。

[0155] 図 20は、本実施形態における携帯電話機 1に設けられた位置検出手段の構成を 示す構成図である。上記実施の形態 1の携帯電話機 1は、スイッチング回路により、 視野角制御モードまたは位置検出モードのどちらか一方のモードが実行している。こ れに対して、本実施の形態では、第 1透明電極膜 26に供給する位置検出用の電圧 の周波数と、同じく第 1透明電極膜 26に供給する表示切替用の電圧の周波数とを異 なる周波数にすることによって、位置検出する際に、位置検出用の周波数のみを取り 出して位置検出する構成を用いている。これにより、モードの切替えを行う必要がなく 、視野角制御モードおよび位置検出モードを並行して実行することができる。本実施 形態の構成は、図 20に示すように、ハイノスフィルタ (HPF) (周波数検出手段） 29を 用 、ることにより、実現することができる。

[0156] 具体的には、第 1透明電極膜 26に設けられた電極 26a〜26dには、第 1透明電極 膜 26に、視野角制御用の交流電圧を供給する視野角制御用回路 71と、同じく第 1 透明電極膜 26に、位置検出用の交流電圧を供給する位置検出用回路 72とが接続 されている。

[0157] すなわち、第 1透明電極膜 26には、 SW— LCD12の液晶層 23に電界を生じさせ て液晶分子の配向方向を変化させるための低周波数 (例えば、 100Hz)の交流電圧 1S 視野角制御用回路 71によってかけられるとともに、タツチセンサとして第 1透明電 極膜 26上の接触位置を検出するための位置検出用の高周波数 (例えば、 30〜200 kHz)の交流電圧が、位置検出用回路 72によってかけられる。

[0158] このように、本実施形態の構成の場合では、視野角制御用と位置検出用との両方 の交流電圧が第 1透明電極膜 26に印加されているため、この構成力も検出を行うた めには、第 1透明電極膜 26から位置検出用の高周波数の電圧に由来する電流を取 り出して図 20に示す位置検出手段の各回路に供給する必要がある。そのため、図 2 0に示す位置検出手段には、各電極 26a〜26dに対応する 4つのハイパスフィルタ 2 9を備えている。ハイノスフィルタ 29を備えることにより、低周波数および高周波数の 電圧が混在する中から、位置検出用の高周波数の電流を続く電流変化検出回路 61 に出力することができる。これにより、アナログ信号処理回路 62と、検波フィルタリング 回路 63と、ノイズ消去直流回路 64とを経て、各電極 26a〜26dを流れる電流に比例 した値をもつ信号を生成することができる。

[0159] 上記の構成とすることにより、本実施形態の携帯電話機 1は、表示切替用の電圧ま たは電流を供給する場合と、位置検出用の電圧または電流を供給する場合とで、回 路内にて切替えを行う必要がない。

[0160] すなわち、第 1透明導電膜を時分割で利用する必要はなぐ表示切替えおよび位 置検出を同時に実行することができる。これにより、第 1透明導電膜を時分割で利用 する場合に生じ得る表示電圧の印加遅滞は発生しない。

[0161] さらに、表示電圧の印加遅滞が発生しないのみならず、位置検出にも高速に対応 することが可能となり、良好な表示切替えおよび位置検出を実現する携帯電話機 1を 提供することができる。

[0162] なお、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなぐ請求項に示した 範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態に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。

[0163] 尚、発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様また は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような 具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなぐ本発明の精神と次に記 載する特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。 産業上の利用の可能性

[0164] 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、携帯通信端末やモノくィルのノ ソコン、 AV機器、 DVDプレイヤ一等 の携帯用電子機器のディスプレイ、あるいは、視線の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。

Claims

請求の範囲

[1] 視認される画像を、単一画像表示モードと複数画像表示モードとに電気的に切替 える表示切替手段と、

画像を表示する画像表示手段とを備えた表示装置にお!ヽて、

上記表示切替手段は、一対の基板間に液晶層を保持するものであると共に、該液 晶層に電圧を印加するための前面側の第 1透明導電膜および背面側の第 2透明導 電膜を有しており、

上記表示切替手段の表面側に接触物が接触した時点で、上記第 1透明導電膜の 複数の箇所から流れる電流を検出することにより該接触物の接触位置を検出する位 置検出手段を備えていることを特徴とする表示装置。

[2] 上記単一画像表示モードでは、上記画像表示手段が表示する画像をどの方向か らでも視認できるようになっており、

上記複数画像表示モードでは、特定の方向からは、上記表示切替手段によって生 じる複屈折により他の画像が上記画像表示手段の画像と重なって視認されるようにな つて 、ることを特徴とする請求項 1に記載の表示装置。

[3] さらに、表示切替手段は、一定方向の直線偏光を入射させる第 1偏光手段と、表示 切替手段から出射される直線偏光を透過させる第 2偏光手段とを備えており、 上記液晶層は、上記基板の表面と直交する方向から投射した場合に、液晶分子の 長軸方向が、該液晶分子に入射する光の直線偏光方向と常に平行または垂直にな るように構成されており、

単一画像表示モードでは、少なくとも一部の上記液晶分子の長軸方向が上記基板 の表面に対して平行または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、その長軸方向が、基板の表面に対して傾斜するよう〖こ 配向されて 、ることを特徴とする請求項 1に記載の表示装置。

[4] 上記表示切替手段による単一画像表示モードと複数画像表示モードとの表示切替 えと、上記位置検出手段による接触物の位置検出とは、交互に切換えられるように構 成されて!/、ることを特徴とする請求項 1に記載の表示装置。

[5] 表示切替用の電圧または電流を上記第 1透明導電膜に供給する第 1回路と、 位置検出用の電圧または電流を上記第 1透明導電膜に供給する第 2回路とを備え ており、

上記第 1回路と第 2回路とは、互いに異なる周波数の電圧または電流を第 1透明導 電膜に供給するようになって 、ることを特徴とする請求項 1に記載の表示装置。

[6] 或る特定の周波数の電圧または電流のみを取り出す周波数検出手段を備えて 、る ことを特徴とする請求項 5に記載の表示装置。

[7] 上記第 1透明導電膜は、分割された複数の領域を有しており、少なくとも二つの領 域の間を流れる電流が上記位置検出手段によって検出されるようになっていることを 特徴とする請求項 1に記載の表示装置。

[8] 上記第 1偏光手段および第 2偏光手段の偏光透過軸の方向が同一であり、

上記偏光透過軸の方向力 上記基板の表面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に対して、平行または垂直であることを特徴とする請求項 3に記 載の表示装置。

[9] 上記第 2透明導電膜は、特定の形状に形成されたパターン電極であり、

上記パターン電極に印加された電圧または電流を受けた領域で上記液晶層の液 晶分子の配向方向が変化するように構成されて 、ることを特徴とする請求項 1に記載 の表示装置。

[10] 上記画像表示手段に一定方向の直線偏光を入射させる第 3偏光手段を備え、 上記画像表示手段の一方の表面に上記第 3偏光手段が設けられ、他方の表面に 上記第 1偏光手段が設けられており、

上記表示切替手段の一方の表面に上記第 2偏光手段が設けられており、 上記表示切替手段における第 2偏光手段が設けられて 、な 、方の表面と、上記画 像表示手段とを貼り合わせてなることを特徴とする請求項 3に記載の表示装置。

[11] 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の表面とがなす角度 力 0度以上 50度以下であることを特徴する請求項 1に記載の表示装置。

[12] 入射光の視野角を制御して出力するとともに、装置表面上における接触物の接触 位置を検出する視野角制御装置であって、

液晶素子と、該液晶素子上に設けられた直線偏光板と、位置検出素子とを備えて おり、

上記液晶素子は、対向透明電極を有し、

上記位置検出素子は、接触物が接触した時点で、上記対向透明電極の複数の箇 所から流れる電流を検出することにより該接触物の接触位置を検出するように構成さ れており、

上記液晶素子の液晶分子の長軸方向は、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、

上記液晶分子は、光の進行方向に対して垂直または平行である状態と、光の進行 方向に対して傾斜している状態とを取り得ることを特徴とする視野角制御装置。

[13] 請求項 1から 12の何れか 1項に記載の表示装置を搭載していることを特徴とする電 子機器。

[14] 請求項 13に記載の視野角制御装置を搭載していることを特徴とする電子機器。