(57)【要約】    【課題】  照射角度範囲を切り替えることができる面状光源装置において、照射角度切替時の異常閃光を防止できる面状光源装置、この面状光源装置を搭載した視野角度範囲を切替可能な表示装置、この表示装置を搭載した端末装置、及び前記面状光源装置の駆動方法を提供する。    【解決手段】  表示装置２において、導光板３及び光源５１を設け、導光板３の光出射面側に、ルーバ１１２、透明・散乱切替素子１２２及び透過型液晶表示パネル７をこの順に設ける。透明・散乱切替素子１２２は、入射した光を散乱させる状態と、散乱させずにそのまま透過させる状態とを切り替える。また、光源駆動回路２０２は、透明・散乱切替素子１２２を透明状態から散乱状態に移行させて、表示装置２の視野角度範囲を狭角から広角に切り替えるときに、透明・散乱切替素子１２２の移行状態に合わせて、光源５１の光量を漸次増加させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
面状に光を出射する光源部と、この光源部から入射した光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切替可能な透明・散乱切替素子と、前記光源部の光量及び前記透明・散乱切替素子の状態を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記透明・散乱切替素子を前記透明状態から前記散乱状態へ移行させるときに、前記透明・散乱切替素子の移行状態に合わせて前記光源部の光量を漸次増加させることを特徴とする面状光源装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記透明・散乱切替素子を前記散乱状態から前記透明状態へ移行させるときに、前記透明・散乱切替素子の移行状態に合わせて前記光源部の光量を漸次減少させることを特徴とする請求項１に記載の面状光源装置。
【請求項３】
面状に光を出射する光源部と、この光源部から入射した光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切替可能な透明・散乱切替素子と、前記光源部の光量及び前記透明・散乱切替素子の状態を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記透明・散乱切替素子を前記透明状態から前記散乱状態へ移行させるときに、この移行の開始後に前記光源部の光量を増加させることを特徴とする面状光源装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記透明・散乱切替素子における前記移行の終了後に、前記光源部の光量を増加させることを特徴とする請求項３に記載の面状光源装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記透明・散乱切替素子を前記散乱状態から前記透明状態へ移行させるときに、この移行の開始前に前記光源部の光量を減少させることを特徴とする請求項３又は４に記載の面状光源装置。
【請求項６】
面状に光を出射する光源部と、この光源部から入射した光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切替可能な透明・散乱切替素子と、前記光源部の光量及び前記透明・散乱切替素子の状態を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記透明・散乱切替素子を前記透明状態から前記散乱状態へ移行させる移行期間中に、前記光源部の光量を減少させることを特徴とする面状光源装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記移行期間中に、前記光源部を消灯させることを特徴とする請求項６に記載の面状光源装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記透明・散乱切替素子を前記散乱状態から前記透明状態へ移行させる移行期間中に、前記光源部の光量を減少させることを特徴とする請求項６又は７に記載の面状光源装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記散乱状態から前記透明状態への移行期間中に、前記光源部を消灯させることを特徴とする請求項８に記載の面状光源装置。
【請求項１０】
面状に光を出射する光源部と、この光源部から入射した光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切替可能な透明・散乱切替素子と、前記光源部の光量及び前記透明・散乱切替素子の状態を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記透明・散乱切替素子を前記透明状態から前記散乱状態に移行させる移行期間中において、前記透明・散乱切替素子が透明状態にある場合に前記光源部から出射され前記透明・散乱切替素子を透過した光の輝度が最大となる方位の輝度が、前記移行期間の前後における前記輝度よりも高くならないように、前記光源部の光量を調節することを特徴とする面状光源装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記光源部の光量の調節を、前記透明・散乱切替素子の移行状態に合わせて前記光源部の光量を漸次増加させることによって行うことを特徴とする請求項１０に記載の面状光源装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記光源部の光量の調節を、前記透明・散乱切替素子の前記透明状態から前記散乱状態への移行を開始した後に、前記光源部の光量を増加させることによって行うことを特徴とする請求項１０に記載の面状光源装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記光源部の光量の調節を、前記移行期間中に前記光源部の光量を減少させることによって行うことを特徴とする請求項１０に記載の面状光源装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記透明・散乱切替素子を前記散乱状態から前記透明状態に移行させる移行期間中における前記輝度が、この移行期間の前後における前記輝度よりも高くならないように前記光源部の光量を調節することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の面状光源装置。
【請求項１５】
前記光源部が発光ダイオードを有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の面状光源装置。
【請求項１６】
前記光源部から出射した光の光線方向を規制して前記透明・散乱切替素子に対して出射する光線方向規制素子を有することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の面状光源装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の面状光源装置と、この面状光源装置から出射した光を透過させることによりこの光に画像を付加する透過型表示パネルと、を有することを特徴とする表示装置。
【請求項１８】
面状に光を出射する光源部と、この光源部から入射した光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切替可能な透明・散乱切替素子と、この透明・散乱切替素子から出射した光を透過させることによりこの光に画像を付加する透過型表示パネルと、前記光源部の光量、前記透明・散乱切替素子の状態及び前記透過型表示パネルを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記透明・散乱切替素子を前記透明状態から前記散乱状態へ移行させる移行期間中に、前記透過型表示パネルの透過率を低下させることを特徴とする表示装置。
【請求項１９】
前記透過率の低下は、前記透過型表示パネルに黒色を表示することによって行うことを特徴とする請求項１８に記載の表示装置。
【請求項２０】
前記制御部は、前記透明・散乱切替素子を前記散乱状態から前記透明状態へ移行させる移行期間中に、前記透過型表示パネルの透過率を低下させることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の表示装置。
【請求項２１】
前記散乱状態から前記透明状態への移行期間中における前記透過率の低下は、前記透過型表示パネルに黒色を表示することによって行うことを特徴とする請求項２０に記載の表示装置。
【請求項２２】
前記光源部が発光ダイオードを有することを特徴とする請求項１８乃至２１のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項２３】
前記光源部から出射した光の光線方向を規制して前記透明・散乱切替素子に対して出射する光線方向規制素子を有することを特徴とする請求項１８乃至２２のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項２４】
前記透過型表示パネルが液晶パネルであることを特徴とする請求項１７乃至２３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項２５】
前記液晶パネルが、横電界モード、マルチドメイン垂直配向モード又はフィルム補償ＴＮモードの液晶パネルであることを特徴とする請求項２４に記載の表示装置。
【請求項２６】
請求項１７乃至２５のいずれか１項に記載の表示装置を有することを特徴とする端末装置。
【請求項２７】
携帯電話、個人用情報端末、ゲーム機、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ビデオプレーヤ、ノート型パーソナルコンピュータ、キャッシュディスペンサ又は自動販売機であることを特徴とする請求項２６に記載の端末装置。
【請求項２８】
光源部に面状に光を出射させ、この光が入射する透明・散乱切替素子の状態を前記光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切り替えて前記透明・散乱切替素子から光を出射させる面状光源装置の駆動方法において、前記透明・散乱切替素子における前記透明状態から前記散乱状態への移行に合わせて、前記光源部の光量を漸次増加させることを特徴とする面状光源装置の駆動方法。
【請求項２９】
前記透明・散乱切替素子における前記散乱状態から前記透明状態への移行に合わせて、前記光源部の光量を漸次減少させることを特徴とする請求項２８に記載の面状光源装置の駆動方法。
【請求項３０】
光源部に面状に光を出射させ、この光が入射する透明・散乱切替素子の状態を前記光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切り替えて前記透明・散乱切替素子から光を出射させる面状光源装置の駆動方法において、前記透明・散乱切替素子に前記透明状態から前記散乱状態への移行を開始させた後に、前記光源部の光量を増加させることを特徴とする面状光源装置の駆動方法。
【請求項３１】
前記透明・散乱切替素子における前記透明状態から前記散乱状態への移行が終了した後に、前記光源部の光量を増加させることを特徴とする請求項３０に記載の面状光源装置の駆動方法。
【請求項３２】
前記透明・散乱切替素子に前記散乱状態から前記透明状態への移行を開始させる前に、前記光源部の光量を減少させることを特徴とする請求項３０又は３１に記載の面状光源装置の駆動方法。
【請求項３３】
光源部に面状に光を出射させ、この光が入射する透明・散乱切替素子の状態を前記光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切り替えて前記透明・散乱切替素子から光を出射させる面状光源装置の駆動方法において、前記透明・散乱切替素子を前記透明状態から前記散乱状態へ移行させる移行期間中に、前記光源部の光量を減少させることを特徴とする面状光源装置の駆動方法。
【請求項３４】
前記移行期間中に前記光源部を消灯させることを特徴とする請求項３３に記載の面状光源装置の駆動方法。
【請求項３５】
前記透明・散乱切替素子を前記散乱状態から前記透明状態へ移行させる移行期間中に、前記光源部の光量を減少させることを特徴とする請求項３３又は３４に記載の面状光源装置の駆動方法。
【請求項３６】
前記散乱状態から前記透明状態への移行期間中に、前記光源部を消灯させることを特徴とする請求項３５に記載の面状光源装置の駆動方法。
【請求項３７】
光源部に面状に光を出射させ、この光が入射する透明・散乱切替素子の状態を前記光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切り替えて前記透明・散乱切替素子から光を出射させる面状光源装置の駆動方法において、前記透明・散乱切替素子を前記透明状態から前記散乱状態に移行させる移行期間中において、前記透明・散乱切替素子が透明状態にある場合に前記光源部から出射され前記透明・散乱切替素子を透過した光の輝度が最大となる方位の輝度が、前記移行期間の前後における前記輝度よりも高くならないように、前記光源部の光量を調節することを特徴とする面状光源装置の駆動方法。
【請求項３８】
前記透明・散乱切替素子が、１対の電極間に配置され、前記電極により印加される電圧に応じて透明状態と散乱状態とが切り替わる層を備えたものであり、この層に電圧を印加しないときに、前記１対の電極を相互に短絡させることを特徴とする請求項２８乃至３７のいずれか１項に記載の面状光源装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光の照射角を切り替えることができる面状光源装置、この面状光源装置を搭載して視野角を切り替えることができる表示装置、この表示装置を搭載した端末装置、及び前記面状光源装置の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、薄型、軽量、小型、低消費電力等の利点から、液晶を使用した表示装置は、モニタ及びテレビジョン（ＴＶ：Television）等の大型の端末装置から、ノート型パーソナルコンピュータ、キャッシュディスペンサ及び自動販売機等の中型の端末装置、またパーソナルＴＶ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance：個人用情報端末）、携帯電話及び携帯ゲーム機等の小型の端末装置にまで広く搭載され、使用されている。これらの液晶表示装置は、使用する光源の種類に応じて、透過型、反射型、透過光と反射光とを併用する半透過型に大別できる。反射型は、表示に外光を利用できるため低消費電力化が可能であるが、透過型と比較するとコントラスト等の表示性能が劣るため、現在では透過型及び半透過型が液晶表示装置の主流となっている。透過型及び半透過型の液晶表示装置では、液晶パネルの背面に光源装置を設置し、その光源装置が発する光を利用して表示を実現している。即ち、現在主流の液晶表示装置では、液晶パネルの他に光源装置が必須となっている。
【０００３】
液晶表示装置の主要構成部品である液晶パネルは、液晶分子の配向状態を電界により制御して情報を表示するが、液晶分子の種類、初期配向状態及び電界の方向等の組み合わせにより多数のモードが提案されている。これらのモードのうち、従来の端末装置に最も良く使用されるモードには、単純マトリクス構造によるＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード及びアクティブマトリクス構造によるＴＮ（Twisted Nematic）モードがあるが、これらのモードの液晶パネルは階調を正しく視認できる角度範囲が狭く、最適な観察位置から外れると階調反転が発生してしまう。
【０００４】
この階調反転の問題は、表示内容が電話番号等の文字主体の内容であった頃の携帯電話等の端末装置では大きな問題とならなかった。しかし、近年の技術進展により、端末装置が文字情報だけでなく画像情報も多く表示するようになったため、階調反転によって画像の視認性が著しく低下する点が問題になっている。このため、階調反転が発生せず階調を正しく視認できる視野角度範囲が広いモードの液晶パネルが、徐々に端末装置へ搭載されつつある。このようなモードの液晶パネルは、一般に広視野角液晶パネルと総称され、ＩＰＳ（イン・プレイン・スイッチング）方式等の横電界モード及びマルチドメイン垂直配向モード等が実用化されている。これらの広視野角液晶パネルの使用により広い視野角度範囲で正しい階調が視認できるため、中小型の端末装置は基本的にパーソナルツールでありながらも、複数人で同時に鑑賞し他人と情報を共有するアプリケーションが開発され、徐々に搭載されつつある。
【０００５】
一方で、中小型の端末装置はその性格上、秘密保持が厳重になされた密室の中だけではなく公共の場でも使用される。このとき、プライバシー情報及び秘密情報の表示に対しては、第三者の眼に触れない秘密保持が必要となる。特に近時、端末装置の進展に伴い、プライバシー情報及び秘密情報を表示する機会が増加し、覗き見防止技術への要望が強まっている。そこで、表示を視認できる角度範囲、即ち、視野角度範囲を狭くすることにより使用者のみが視認でき、覗き見を防止できる技術の実現が望まれている。
【０００６】
上述の如く、視認角度範囲が広く複数人で同時に鑑賞できる表示と、視認角度範囲が狭く使用者のみが視認できる表示の実現が夫々望まれており、一つの端末装置がこれらの二種類の表示を切り替えて実現できることが望ましい。そこで、このような要求を満たすために、液晶表示装置に必須である光源装置に工夫を施し、視認角度範囲を変更可能にした表示装置が提案されている。
【０００７】
図１５は、特許文献１に記載されている従来の第１の視野角制御型液晶表示装置を模式的に示す断面図である。図１５に示すように、従来の第１の視野角制御型液晶表示装置１００１は、散乱を制御できる液晶素子１１７０と、旋光性及び複屈折性を制御できる液晶素子１１８０とから構成されている。散乱を制御できる液晶素子１１７０は、可視域で光学的に透明な基板１１１０及び１１１１と、透明電極１１２０及び１１２１と、散乱モードの液晶１１３０と、電圧供給源１１００と、スイッチ１１９０とから構成されている。旋光性及び複屈折性を制御できる液晶素子１１８０は、可視域で光学的に透明な基板１１１１及び１１１２と、透明電極１１２２及び１１２３と、偏光子１１４０及び１１４１と、配向膜１１５０及び１１５１と、旋光性及び複屈折性を持つ液晶層１１６０と、電圧供給源１１０１と、スイッチ１１９１とから構成されている。散乱モードの液晶１１３０としてはポリマー分散液晶を、また旋光性、複屈折性を制御できる液晶素子１１８０としてはＴＮ液晶を夫々使用している。偏光子１１４０及び１１４１は直交ニコルで配置されている。
【０００８】
このように構成された特許文献１に記載の従来の第１の視野角制御型液晶表示装置においては、透明電極１１２２と透明電極１１２３との間に電圧を印加することにより、液晶層１１６０の旋光性、複屈折性を変化させ、この変化を利用して光の透過率を制御することができる。このような旋光性、複屈折性を利用した表示モードにおいては、視角方向により実質的に入射光が受ける旋光性及び複屈折性が異なるために、視角に依存して輝度、色相が低減又は反転する現象が起こる。そこで、このような視角依存性のある液晶素子１１８０の上部に散乱を制御できる液晶素子１１７０を配置し、視角依存性を低減する。即ち、散乱を制御できる液晶素子１１７０の液晶１１３０に電界を印加しない場合には、液晶分子がランダムに配列しているために、全視角にわたってほぼ等方的に散乱され、視角依存性の少ない表示を得ることができる。また、液晶１１３０に電界を印加としたときには、印加電界により液晶分子は電界にほぼ平行に配列するために、液晶素子１１８０からの出射光は、液晶分子により散乱されることなく、そのまま出射される。このとき視覚特性が良くなることはないが、ユーザー一人のみが正しく視認できればよいときには、従来のＴＮ液晶の視角特性に近いものとして、他人に正しく視認されることなく、ユーザーは使用することができる。
【０００９】
図１６は、特許文献２に記載されている従来の第２の視野角制御型液晶表示装置を模式的に示す断面図であり、図１７は、視野角制御型液晶表示装置に使用される照明装置を模式的に示す斜視図である。図１６に示すように、従来の第２の視野角制御型液晶表示装置２１０１は、液晶表示素子２１０２と、散乱性制御素子（散乱性制御手段）２１０３と、照明装置（バックライト）２１０４とから構成されている。散乱性制御素子２１０３は、液晶表示素子２１０２と照明装置２１０４との間に配置されている。図１７に示すように、照明装置２１０４は、散乱性制御素子２１０３の基板側に配置され、遮光スリット付シート（透光性シート体）２１２０、及び照射部２１２１を備えている。照射部２１２１には、蛍光管等の光源２１２２が設けられており、光源２１２２からの光を出射させて遮光スリット付シート２１２０に導くための光出射面２１２３が形成されている。照射部２１２１における光出射面２１２３と対向する面には、光源２１２２から出射した光を反射させるため反射シート２１２４が設けられている。遮光スリット付シート２１２０は、透光性を有するシートの一方の面に線状の遮光材が互いに平行に多数配置されている。遮光材が延設される方向は、表示画面の垂直方向に一致している。
【００１０】
このように構成された特許文献２に記載の従来の第２の視野角制御型液晶表示装置においては、光源２１２２から発した光は、照射部２１２１の光出射面２１２３から出射され、遮光スリット付シート２１２０を介して散乱性制御素子２１０３に照射される。遮光スリット付シート２１２０は、光出射面２１２３より出射する光がこの遮光スリット付シート２１２０を透過するときに、遮光スリット付シート２１２０の光入射面に対して大きく傾斜した方向から入射する光を遮断する。これにより、この遮光スリット付シート２１２０の面と垂直な方向に平行度の高い透過光が得られる。照明装置２１０４から出射した光は、散乱性制御素子２１０３に入射する。散乱性制御素子２１０３は、印加電圧の有無に応じて入射した光線の散乱性を制御する。散乱制御素子２１０３が散乱状態にある場合には、照明装置２１０４から出射した光は散乱制御素子２１０３により散乱され、散乱制御素子２１０３が透明状態にある場合には、照明装置２１０４からの光は散乱されない。
【００１１】
上記構成の従来の第２の視野角制御型液晶表示装置２１０１においては、散乱性制御素子２１０３が散乱状態であるとき、照明装置２１０４から出射した平行度が高い光は、散乱性制御素子２１０３により散乱されて液晶表示素子２１０２に入射する。この結果、液晶表示素子２１０２を通過した光は、表示部の全視角方向に抜けて行き、表示部に正対する位置以外の位置からも表示内容の認識が可能となる。これに対して、散乱性制御素子２１０３が透明状態であるとき、照明装置２１０４からの平行度の高い光は、散乱性制御素子２１０３によって散乱されず、平行度の高い光のまま液晶表示素子２１０２に入射する。この結果、表示部を水平方向の左右より斜めに見る位置からでは、光が透過せず真っ暗になり、表示内容の認識が不可能となる。換言すれば、表示部に正対する観察者だけが表示内容を認識できる。
【００１２】
以上のように、上記構成の従来の第２の視野角制御型液晶表示装置２１０１では、散乱性制御素子２１０３によって光の散乱性を制御できるので、表示内容の視野角特性を制御できる。さらに、照明装置２１０４によって平行度が高い光を液晶表示素子２１０２に向け出射することができるので、散乱性制御素子２１０３が透明状態におかれるとき、表示部に正対する観察者だけが表示内容を認識できる視野角特性を確実に得ることができる。従って、視野角依存性が少なく、全視角方向にわたって表示特性が均一に保たれる状態と、表示部に正対する位置からのみ表示内容を認識できる状態とに任意に切り替えることが可能な液晶表示装置が得られる。
【００１３】
【特許文献１】特開平５−７２５２９号公報
【特許文献２】特開平９−２４４０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、前述の従来の視野角制御型液晶表示装置には、以下に示すような問題点がある。即ち、表示を視野角度範囲が狭い狭視野角表示から視野角度範囲が広い広視野角表示に切り替えた際に、異常閃光が発生し、使用者に違和感を与えてしまう。
【００１５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、照射角度範囲を切り替えることができる面状光源装置において、照射角度切替時の異常閃光を防止できる面状光源装置、この面状光源装置を搭載した視野角度範囲を切替可能な表示装置、この表示装置を搭載した端末装置、及び前記面状光源装置の駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願第１発明に係る面状光源装置は、面状に光を出射する光源部と、この光源部から入射した光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切替可能な透明・散乱切替素子と、前記光源部の光量及び前記透明・散乱切替素子の状態を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記透明・散乱切替素子を前記透明状態から前記散乱状態へ移行させるときに、前記透明・散乱切替素子の移行状態に合わせて前記光源部の光量を漸次増加させることを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、制御部が、透明・散乱切替素子を透明状態から散乱状態へ移行させるときに、透明・散乱切替素子の移行状態に合わせて光源部の光量を漸次増加させるため、面状光源装置の正面輝度が短時間内に急激に上昇する異常閃光を抑制できる。
【００１８】
また、前記制御部は、前記透明・散乱切替素子を前記散乱状態から前記透明状態へ移行させるときに、前記透明・散乱切替素子の移行状態に合わせて前記光源部の光量を漸次減少させることが好ましい。これにより、前記移行の際に、面状光源装置の正面輝度が低下することを抑制できる。
【００１９】
本願第２発明に係る面状光源装置は、面状に光を出射する光源部と、この光源部から入射した光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切替可能な透明・散乱切替素子と、前記光源部の光量及び前記透明・散乱切替素子の状態を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記透明・散乱切替素子を前記透明状態から前記散乱状態へ移行させるときに、この移行の開始後に前記光源部の光量を増加させることを特徴とする。
【００２０】
本発明においては、透明・散乱切替素子を透明状態から散乱状態へ移行させるときに、この移行の開始後に光源部の光量を増加させることにより、透明・散乱切替素子が未だ透明状態にあるときに、光源部の光量を増加させてしまうことがない。このため、異常閃光を抑制できる。
【００２１】
また、前記制御部は、前記透明・散乱切替素子における前記移行の終了後に、前記光源部の光量を増加させることが好ましい。これにより、異常閃光の発生をより確実に防止できる。
【００２２】
更に、前記制御部は、前記透明・散乱切替素子を前記散乱状態から前記透明状態へ移行させるときに、この移行の開始前に前記光源部の光量を減少させることが好ましい。これにより、異常閃光の発生を防止できる。
【００２３】
本願第３発明に係る面状光源装置は、面状に光を出射する光源部と、この光源部から入射した光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切替可能な透明・散乱切替素子と、前記光源部の光量及び前記透明・散乱切替素子の状態を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記透明・散乱切替素子を前記透明状態から前記散乱状態へ移行させる移行期間中に、前記光源部の光量を減少させることを特徴とする。
【００２４】
本発明においては、移行期間中に光源部の光量を減少させることにより、表示に透明・散乱切替素子の状態が反映されることを抑制できる。これにより、異常閃光の発生を防止できる。また、面状光源装置の正面に位置する使用者に、透明・散乱切替素子の切替を明示できる。
【００２５】
また、前記制御部は、前記移行期間中に、前記光源部を消灯させることが好ましい。更に、前記制御部は、前記透明・散乱切替素子を前記散乱状態から前記透明状態へ移行させる移行期間中に、前記光源部の光量を減少させてもよく、この移行期間中に、前記光源部を消灯させてもよい。
【００２６】
本願第４発明に係る面状光源装置は、面状に光を出射する光源部と、この光源部から入射した光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切替可能な透明・散乱切替素子と、前記光源部の光量及び前記透明・散乱切替素子の状態を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記透明・散乱切替素子を前記透明状態から前記散乱状態に移行させる移行期間中において、前記透明・散乱切替素子が透明状態にある場合に前記光源部から出射され前記透明・散乱切替素子を透過した光の輝度が最大となる方位の輝度が、前記移行期間の前後における前記輝度よりも高くならないように、前記光源部の光量を調節することを特徴とする。なお、本明細書においては、前記透明・散乱切替素子が透明状態にある場合に前記光源部から出射され前記透明・散乱切替素子を透過した光の輝度が最大となる方位の輝度を、正面輝度という。
【００２７】
また、前記光源部が発光ダイオードを有することが好ましい。発光ダイオードは駆動回路に対する応答が高速であるため、本発明の効果が特に大きい。
【００２８】
更に、前記面状光源装置は、前記光源部から出射した光の光線方向を規制して前記透明・散乱切替素子に対して出射する光線方向規制素子を有することが好ましい。これにより、光源部から出射した光の指向性を高め、狭い範囲を照射する際の斜め方向の光を低減でき、照射範囲切替の効果を大きくできる。
【００２９】
本願第５発明に係る表示装置は、前記面状光源装置と、この面状光源装置から出射した光を透過させることによりこの光に画像を付加する透過型表示パネルと、を有することを特徴とする。
【００３０】
本発明においては、前述の面状光源装置により照射光の角度範囲を切り替えられるため、表示装置の視野角を切り替えることができる。また、本発明に係る表示装置では、画素に透過型の表示領域を有する表示パネルを好適に使用できる。
【００３１】
本願第６発明に係る表示装置は、面状に光を出射する光源部と、この光源部から入射した光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切替可能な透明・散乱切替素子と、この透明・散乱切替素子から出射した光を透過させることによりこの光に画像を付加する透過型表示パネルと、前記光源部の光量、前記透明・散乱切替素子の状態及び前記透過型表示パネルを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記透明・散乱切替素子を前記透明状態から前記散乱状態へ移行させる移行期間中に、前記透過型表示パネルの透過率を低下させることを特徴とする。
【００３２】
本発明においては、制御部が、透明・散乱切替素子を透明状態から散乱状態へ移行させる移行期間中に、透過型表示パネルの透過率を低下させることにより、表示が透明・散乱切替素子の移行状態の影響を受けることを抑制し、異常閃光の発生を抑制できる。また、表示装置の正面に位置する使用者に切替を明示できる。更に、光源部及び透明・散乱切替素子に対する特別な調整が不要であり、透過型表示パネルの表示内容を変更することにより、切替時の異常閃光を抑制できる。
【００３３】
また、前記透過率の低下は、前記透過型表示パネルに黒色を表示することによって行ってもよい。これにより、異常閃光を確実に防止できる。
【００３４】
更に、前記光源部が発光ダイオードを有することが好ましい。発光ダイオードは駆動回路に対する応答が高速であるため、本発明を好適に適用できる。
【００３５】
更にまた、前記表示装置は、前記光源部から出射した光の光線方向を規制して前記透明・散乱切替素子に対して出射する光線方向規制素子を有することが好ましい。これにより、光源部から出射した光の指向性を高め、狭視野角表示時の覗き見を防止する効果を高めることができる。
【００３６】
更にまた、前記透過型表示パネルは液晶パネルであってもよい。このとき、前記液晶パネルが、横電界モード、マルチドメイン垂直配向モード又はフィルム補償ＴＮモードの液晶パネルであることが好ましい。これにより、透明・散乱切替素子が散乱状態にあるときに、表示が階調反転することを抑制でき、視認性が向上する。
【００３７】
本願第７発明に係る端末装置は、前記表示装置を有することを特徴とする。
【００３８】
また、この端末装置は、携帯電話、個人用情報端末、ゲーム機、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ビデオプレーヤ、ノート型パーソナルコンピュータ、キャッシュディスペンサ又は自動販売機であってもよい。
【００３９】
本願第８発明に係る面状光源装置の駆動方法は、光源部に面状に光を出射させ、この光が入射する透明・散乱切替素子の状態を前記光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切り替えて前記透明・散乱切替素子から光を出射させる面状光源装置の駆動方法において、前記透明・散乱切替素子における前記透明状態から前記散乱状態への移行に合わせて、前記光源部の光量を漸次増加させることを特徴とする。
【００４０】
本願第９発明に係る面状光源装置の駆動方法は、光源部に面状に光を出射させ、この光が入射する透明・散乱切替素子の状態を前記光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切り替えて前記透明・散乱切替素子から光を出射させる面状光源装置の駆動方法において、前記透明・散乱切替素子に前記透明状態から前記散乱状態への移行を開始させた後に、前記光源部の光量を増加させることを特徴とする。
【００４１】
本願第１０発明に係る面状光源装置の駆動方法は、光源部に面状に光を出射させ、この光が入射する透明・散乱切替素子の状態を前記光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切り替えて前記透明・散乱切替素子から光を出射させる面状光源装置の駆動方法において、前記透明・散乱切替素子を前記透明状態から前記散乱状態へ移行させる移行期間中に、前記光源部の光量を減少させることを特徴とする。
【００４２】
本願第１１発明に係る面状光源装置の駆動方法は、光源部に面状に光を出射させ、この光が入射する透明・散乱切替素子の状態を前記光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切り替えて前記透明・散乱切替素子から光を出射させる面状光源装置の駆動方法において、前記透明・散乱切替素子を前記透明状態から前記散乱状態に移行させる移行期間中において、前記透明・散乱切替素子が透明状態にある場合に前記光源部から出射され前記透明・散乱切替素子を透過した光の輝度が最大となる方位の輝度が、前記移行期間の前後における前記輝度よりも高くならないように、前記光源部の光量を調節することを特徴とする。
【００４３】
また、前記透明・散乱切替素子が、１対の電極間に配置され、前記電極により印加される電圧に応じて透明状態と散乱状態とが切り替わる層を備えたものであり、この層に電圧を印加しないときに、前記１対の電極を相互に短絡させることが好ましい。これにより、前記透明・散乱切替素子のオフ時の応答を高速化できる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、照射角度範囲を切り替えることができる面状光源装置において、透明・散乱切替素子を透明状態から散乱状態へ移行させるときに、透明・散乱切替素子の移行状態に合わせて光源部の光量を増加させることにより、照射角度切替時の異常閃光を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
上述の従来の技術における課題を解決すべく、本発明者等は異常閃光の発生原因について鋭意検討を行った。その結果、異常閃光の原因は、散乱制御素子の応答時間と光源の応答時間との違いにあり、特に、照射角度範囲が狭い狭視野角表示から、照射角度範囲が広い広視野角表示に切り替えた際に、大きな問題となることを見出した。以下、従来の視野角制御型表示装置において異常閃光が発生するメカニズムを詳細に説明する。
【００４６】
図１８は、本発明の比較例に係る視野角制御型表示装置を示す斜視図である。図１８に示す比較例の表示装置を使用して、従来の視野角制御型表示装置において異常閃光が発生するメカニズムを説明する。図１８に示すように、視野角制御型液晶表示装置３１０２は、光源３１５１及び導光部材３１０３を有するバックライト３１０１と、バックライト３１０１の光出射面側に配置された光線方向規制素子３１１２と、光線方向規制素子３１１２の光出射面側に配置された透明・散乱切替素子３１２２と、透明・散乱切替素子３１２２の光出射面側に配置された透過型液晶パネル３１０７と、光源３１５１を駆動する光源駆動回路３２０２と、透明・散乱切替素子３１２２を駆動する透明・散乱素子駆動回路３２０３と、光源駆動回路３２０３及び透明・散乱素子駆動回路３２０３を制御する制御回路３２０１と、から構成されている。
【００４７】
光源３１５１は、例えば、導光部材３１０３の光入射面側に配置された複数個のＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）である。光線方向規制素子３１１２は例えばルーバであり、光を透過する透明領域と光を吸収する吸収領域とが、ルーバ表面に平行な方向に交互に配置されている。透明領域と吸収領域との配列方向は、導光部材３１０３の光入射面の法線と直交する方向に設定されている。透明・散乱切替素子３１２２は、高分子マトリクス中に液晶分子が分散してなる高分子分散型液晶により構成されており、高分子分散型液晶に電界が印加されない場合には高分子マトリクスと液晶分子の見かけの屈折率が異なるために、入射した光が散乱して出射される散乱状態となる。また、電界が印加された場合には、高分子マトリクスと液晶分子の見かけの屈折率がほぼ一致して、入射した光が散乱されずに出射される透明状態となる。なお、透明・散乱切替素子には、焼き付きを防止するために６０Ｈｚの矩形波が印加されている。
【００４８】
次に、視野角制御型液晶表示装置３１０２の動作について説明する。先ず、広視野角表示の場合について説明する。制御回路３２０１が広視野角表示の指令を受け取ると、光源３１５１を発光させるように光源駆動回路３２０２を制御し、透明・散乱切替素子３１２２が散乱状態になるように透明・散乱切替素子駆動回路３２０３を制御する。その結果、光源３１５１が点灯し、光源３１５１から発した光は導光部材３１０３中を伝搬して、バックライト３１０１より面状に出射する。次に、光線方向規制素子３１１２に入射し指向性が高められた光は、透明・散乱切替素子３１２２に入射される。透明・散乱切替素子３１２２には電圧が印加されず散乱状態にあるため、高指向性の光は透明・散乱切替素子３１２２により均一に散乱され、広い角度範囲に分散される。即ち、光線方向規制素子３１１２によって指向性が高くなった光は、透明・散乱切替素子３１２２によって散乱されて指向性が低下し、広角の光となる。この広範囲に広がった分布の光は、透過型液晶パネル３１０７に入射し、広角の光のまま出射する。このようにして、広視野角で画像が表示される。
【００４９】
次に、狭視野角表示の場合について説明する。制御回路３２０１が狭視野角表示の指令を受け取ると、光源３１５１を発光させるように光源駆動回路３２０２を制御し、透明・散乱切替素子３１２２が透明状態になるように透明・散乱切替素子駆動回路３２０３を制御する。その結果、光源３１５１が点灯し、光源３１５１から発した光は導光部材３１０３中を伝搬して、バックライト３１０１より面状に出射する。次に、光線方向規制素子３１１２に入射し指向性が高められた光は、透明・散乱切替素子３１２２に入射される。透明・散乱切替素子３１２２は電圧が印加され透明状態にあるため、高指向性の光は透明・散乱切替素子３１２２により散乱されることなく、そのまま透過する。即ち、光線方向規制素子３１１２によって指向性が高くなった光は、高指向性の分布状態を維持したまま、透明・散乱切替素子３１２２から出射される。この指向性が高い光は、透過型液晶パネル３１０７に入射し、指向性が高いまま出射する。このようにして、狭視野角で画像が表示される。
【００５０】
このように構成された視野角制御型液晶表示装置においては、狭視野角表示状態と広視野角表示状態とで光源３１５１の光量が同じであると、狭視野角表示状態と比較して広視野角表示状態の正面輝度が低下する。これは、狭視野角状態においては、透過型液晶パネル３１０７から出射する光は、光線方向規制素子３１１２により指向性が高められた状態のままであるのに対し、広視野角状態においては、光線方向規制素子３１１２により指向性が高められた光が透明・散乱切替素子３１２２により散乱され、正面方向に進行する光束が減少して正面輝度が相対的に低下するからである。
【００５１】
一方で、正面方向のメインユーザに対しては、狭視野角表示と広視野角表示とで輝度が変化しない方が好ましい。そこで、狭視野角表示から広視野角表示に切り替えた際に正面輝度が低下しないようにするため、光源３１５１を構成するＬＥＤに流す電流を増やして、ＬＥＤの光量を増大し、正面輝度が低下しないようにする必要がある。同様に、広視野角表示から狭視野角表示に切り替える場合には、正面輝度が大幅に上昇しないように、光源３１５１を構成するＬＥＤに流す電流を減らして、ＬＥＤの光量を少なくする。このように、狭視野角表示と広視野角表示の切替は、透明・散乱切替素子３１２２の透明・散乱状態の切替のみでなく、光源３１５１の発光量も同時に切り替える必要がある。
【００５２】
しかし実際には、透明・散乱切替素子３１２２と、光源３１５１に応答時間の違いがあるため、同時に切り替えたのでは応答時間の違いに起因する分だけ、切替効果の発生する時間にずれが生じる。即ち、透明・散乱切替素子３１２２を構成する高分子分散型液晶は、構成要素が液晶分子であるため比較的応答が遅く、数十ミリ秒から数百ミリ秒程度の応答時間を要する。特に電圧を印加する場合（オン時）の応答時間に対して、電圧を遮断する場合（オフ時）の応答時間の方が長い傾向がある。これは、オン時には液晶分子の全てに同時に作用する電界の効果によって液晶分子の配向が変化するのに対し、オフ時には高分子界面の配向規制力により液晶分子が徐々に初期配向状態に戻ることに起因する。一方で、光源を構成するＬＥＤは比較的応答が速く、単色で数マイクロ秒、蛍光体を励起して白色発光を得るタイプのＬＥＤでも数ミリ秒程度である。
【００５３】
図１９（ａ）乃至（ｅ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズ（ＨＡＺＥ：曇価）をとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、図１８に示す比較例の視野角制御型液晶表示装置を狭視野角表示から広視野角表示に切り替えたときの状態変化を示すタイミングチャートである。
【００５４】
視野角制御型液晶表示装置３１０２を狭視野角表示から広視野角表示に切り替えるときには、図１９（ａ）に示すように、時刻ｔ１において、透明・散乱駆動素子駆動回路の出力電圧をオンからオフに切り替える。これにより、図１９（ｂ）に示すように、透明・散乱切替素子３１２２のヘイズが上昇する。このとき、前述の如く透明・散乱切替素子のオフ時の応答は遅いため、印加電圧をオフに切り替えた時刻ｔ１から、ヘイズが増大して飽和する時刻ｔ２までには比較的長い時間を必要とする。
【００５５】
一方、図１９（ｃ）に示すように、透明・散乱駆動素子の切替と同時に、光源駆動回路３２０３の出力電流を増加させて光源３１５１を構成するＬＥＤの光量を増大させる。このとき、図１９（ｄ）に示すように、ＬＥＤの応答は比較的速く、短時間で光量が増大する。この結果、狭視野角表示から広視野角表示への切替の開始時刻ｔ１から、透明・散乱切替素子のヘイズが増大して安定する時刻ｔ２までの期間は、透明・散乱切替素子のヘイズが小さく、且つ光源の光量が大きい状態となる。図１９（ｅ）に示すように、この状態では、多くの光束が透明・散乱切替素子により散乱されずに正面方向に進行するため、正面輝度が上昇する。その後、時刻ｔ２に近づくと、透明・散乱切替素子のヘイズが飽和して正面輝度が安定する。このように、狭視野角表示から広視野角表示に切り替える際の過渡期間、即ち、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間において、表示装置の正面から見て表示画面全体の輝度が短時間内に急激に上昇する異常閃光が発生し、使用者に違和感を与えてしまう。
【００５６】
なお、上述の説明は、光源３１５１の構成要素としてＬＥＤを使用した場合であるが、ＬＥＤの代わりに冷陰極管を使用した場合でも同様の現象が問題となる。これは、冷陰極管の応答時間が１０ミリ秒程度であり、透明・散乱切替素子の応答時間（数十ミリ秒乃至数百ミリ秒）よりも短いからである。即ち、上述の問題は、光源の応答時間と透明・散乱切替素子の応答時間とが相互に異なる場合には、必ず発生する問題であると言える。また、透明・散乱切替素子を備え、透明・散乱状態を切り替えることにより視野角を切り替える表示装置であれば、同様の問題が発生する。
【００５７】
そこで、本発明においては、上述の問題を解決するために、表示装置において、光源及び透明・散乱切替素子の動作を制御する制御回路を設ける。以下、本発明の実施形態に係る面状光源装置、表示装置、端末装置及び面状光源装置の駆動方法について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態に係る面状光源装置、表示装置、端末装置及び面状光源装置の駆動方法について説明する。図１は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図であり、図２はその構成要素である透明・散乱切替素子を示す断面図であり、図３は本実施形態に係る表示装置を搭載した端末装置を示す斜視図である。
【００５８】
図１に示すように、本第１実施形態に係る表示装置２においては、透明材料からなる導光板３が設けられており、この導光板３の側面に対向する位置に、光源５１が設けられている。光源５１は、例えば、導光板３の側面に沿って配列された複数個のＬＥＤである。導光板３は、側面から入射された光を、その主面（光出射面）から均一に出射するものである。光源５１及び導光板３により、光源部としてのバックライト１が構成されている。バックライト１は導光板３の光出射面から面状に光を出射するものである。導光板３の光出射面側には、光線方向規制素子として作用するルーバ１１２が設けられている。ルーバ１１２においては、光を透過する帯状の透明領域１１２ａと、光を吸収する帯状の吸収領域１１２ｂとが、交互に配列されている。この配列方向は、ルーバ１１２の表面に平行であって、導光板３の光入射面、即ち、光源５１に対向する側面の法線に直交する方向である。ルーバ１１２は、導光板３から出射した光を透過させる際に、この光の前記配列方向における指向性を高めるものである。
【００５９】
また、表示装置２には、ルーバ１１２の光出射面側に、透明・散乱切替素子１２２が設けられている。透明・散乱切替素子１２２は、ルーバ１１２から入射した光をその反対側に出射する際に、この光を散乱させる状態と、散乱させずにそのまま透過させる状態とを切り替えるものである。更に、透明・散乱切替素子１２２の光出射面側に、透過型液晶表示パネル７が設けられている。透過型液晶表示パネル７は、光を透過させることによりこの光に画像を付加するものである。
【００６０】
図２に示すように、透明・散乱切替素子１２２においては、相互に平行に配置された１対の透明基板１０９が設けられており、各透明基板１０９における他方の透明基板１０９に対向する面に、透明基板１０９の表面を覆うように電極１１０が設けられている。そして、１対の透明基板１０９間、即ち、電極１１０間には、ＰＤＬＣ（Polymer Dispersed Liquid-Crystal：高分子分散型液晶）層１１１が設けられている。ＰＤＬＣ層１１１においては、高分子マトリクス１１１ａ中に液晶分子１１１ｂが分散している。ＰＤＬＣ層１１１は、例えば光硬化性樹脂と液晶材料の混合物を露光して硬化させることにより形成されたものである。
【００６１】
そして、透明・散乱切替素子１２２においては、１対の電極１１０によりＰＤＬＣ層１１１に電圧を印加することにより、ＰＤＬＣ層１１１中の液晶分子１１１ｂの配向状態が変化する。例えば、ＰＤＬＣ層に電界が印加されていないときは、高分子マトリクスと液晶分子の見かけの屈折率が異なるために、入射した光が散乱して出射される散乱状態となる。一方、ＰＤＬＣ層に電界が印加されているときは、高分子マトリクスと液晶分子の見かけの屈折率がほぼ一致して、入射した光が散乱されずに出射される透明状態となる。このようにして、透明・散乱切替素子１２２は、ルーバ１１２から入射された光を散乱又は透過して透過型液晶パネル７に出射する。なお、透明・散乱切替素子１２２には、焼き付きを防止するために６０Ｈｚの矩形波が印加されている。
【００６２】
更にまた、表示装置２においては、光源５１に接続され、光源５１を駆動する光源駆動回路２０２が設けられている。光源駆動回路２０２は、表示装置２が視野角度範囲を切り替えるときに、透明・散乱切替素子１２２の移行状態に合わせて、即ち、透明・散乱切替素子１２２のヘイズの変化に同調させて、光源５１の光量を変化させるものである。光源駆動回路２０２には例えば、光源５１のＬＥＤに並列に接続されたキャパシタ（図示せず）が設けられている。光源駆動回路２０２はこのキャパシタの充放電を利用して、電流切替に必要な時間を長くしたものである。
【００６３】
また、透明・散乱切替素子１２２に接続され透明・散乱切替素子１２２を駆動する透明・散乱素子駆動回路２０３が設けられている。更に、光源駆動回路２０２及び透明・散乱素子駆動回路２０３に接続され、これらを制御する制御回路２０１が設けられている。制御回路２０１は、光源駆動回路２０２及び透明・散乱素子駆動回路２０３を制御することにより、広視野角表示と狭視野角表示とを切り替えるものである。制御回路２０１、光源駆動回路２０２及び透明・散乱素子駆動回路２０３により、制御部が構成されている。光源５１、導光板３、ルーバ１１２、透明・散乱切替素子１２２、光源駆動回路２０２、透明・散乱素子駆動回路２０３及び制御回路２０１により、本実施形態に係る面状光源装置が構成されている。また、この面状光源装置及び透過型液晶表示パネル７により、表示装置２が構成されている。
【００６４】
図３に示すように、この表示装置２は、例えば、携帯電話９に搭載される。
【００６５】
次に、上述の如く構成された本実施形態に係る表示装置の動作、即ち、本実施形態に係る面状光源装置の駆動方法について説明する。図４（ａ）乃至（ｅ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズ（ＨＡＺＥ：曇価）をとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、本実施形態の表示装置を狭視野角表示から広視野角表示に切り替えたときの状態変化を示すタイミングチャートである。
【００６６】
先ず、広視野角表示の場合について説明する。制御回路２０１が広視野角表示の指令を受け取ると、光源５１を発光させるように光源駆動回路２０２を制御すると共に、透明・散乱切替素子１２２が散乱状態になるように透明・散乱切替素子駆動回路２０３を制御する。その結果、光源５１が点灯し、光源５１から発した光は導光板３中を伝搬して、バックライト１より面状に出射する。そして、バックライト１から出射した光は、光線方向規制素子１１２に入射して指向性が高められた後、透明・散乱切替素子１２２に入射する。透明・散乱切替素子１２２には電圧が印加されず散乱状態にあるため、高指向性の光は透明・散乱切替素子１２２により均一に散乱され、広い角度範囲に分散される。即ち、光線方向規制素子１１２によって指向性が高くなった光は、透明・散乱切替素子１２２によって散乱されて指向性が低下し、広角の光となる。この広範囲に広がった分布の光は、透過型液晶パネル７に入射し、画像が付加され、広角の光のまま出射する。このようにして、広視野角で画像が表示される。
【００６７】
次に、狭視野角表示の場合について説明する。制御回路２０１が狭視野角表示の指令を受け取ると、光源５１を発光させるように光源駆動回路２０２を制御すると共に、透明・散乱切替素子１２２が透明状態になるように透明・散乱切替素子駆動回路２０３を制御する。その結果、光源５１が点灯し、光源５１から発した光は導光板３中を伝搬して、バックライト１より面状に出射する。そして、光線方向規制素子１１２に入射し指向性が高められた光は、透明・散乱切替素子１２２に入射される。透明・散乱切替素子１２２は電圧が印加され透明状態にあるため、高指向性の光は透明・散乱切替素子１２２により散乱されることなく、そのまま透過する。即ち、光線方向規制素子１１２によって指向性が高くなった光は、高指向性を維持した状態で透明・散乱切替素子１２２から出射される。この指向性が高い分布の光が、透過型液晶パネル７に入射し、画像が付加され、高指向性のまま出射する。このようにして、狭視野角で画像が表示される。
【００６８】
次に、表示中に狭視野角表示から広視野角表示に切り替える場合について説明する。このとき、切替の前後で光源５１の光量が同じであると、前述の如く、狭視野角表示と比較して広視野角表示の正面輝度が低下する。しかし、正面方向のメインユーザに対しては、狭視野角表示と広視野角表示とで見かけの輝度が変化しない方が好ましい。そこで、狭視野角表示から広視野角表示に切り替えた際に正面輝度が低下しないようにするために、光源５１を構成するＬＥＤに流す電流を増やして、光源５１の光量を増加させて、正面輝度が低下しないようにする。なお、正面輝度とは、狭視野角表示時、即ち、透明・散乱切替素子１２２が透明状態にある場合に、バックライト１から出射され透明・散乱切替素子１２２を透過した光の輝度が最大となる方位の輝度をいう。
【００６９】
即ち、時刻ｔ１において、制御回路２０１が狭視野角表示から広視野角表示に切り替える指令を受け取ると、制御回路２０１は、透明・散乱切替素子駆動回路２０３に制御信号を出力する。これにより、図４（ａ）に示すように、透明・散乱切替素子駆動回路２０３の出力電圧がオンからオフに切り替わり、透明・散乱切替素子１２２のＰＤＬＣ層に電圧が印加されなくなる。この結果、透明・散乱切替素子１２２のＰＤＬＣ層において、高分子マトリクスと液晶分子の見かけの屈折率が異なるようになり、透明・散乱切替素子１２２が散乱状態となる。このとき、前述のように、透明・散乱切替素子１２２のオフ時の応答は比較的遅く、透明・散乱切替素子１２２のヘイズが増大して飽和するまでには数十ミリ秒間乃至数百ミリ秒間の時間がかかる。このため、図４（ｂ）に示すように、透明・散乱切替素子１２２のヘイズは、時刻ｔ１から時刻ｔ２までかかって緩やかに増加し、時刻ｔ２において安定する。
【００７０】
一方、制御回路２０１は、時刻ｔ１において、光源駆動回路２０２にも制御信号を送り、光源５１の光量を増加させる。このとき、光源駆動回路２０２は、光源５１の光量が、透明・散乱切替素子１２２のヘイズの変化に合わせて漸次増加するように、光源５１を制御する。これにより、図４（ｃ）に示すように、光源駆動回路２０２が光源５１に対して出力する電流は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までかかって緩やかに増加する。従って、図４（ｄ）に示すように、光源５１の光量も、透明・散乱切替素子１２２のヘイズの変化に同調するように、時刻ｔ１から時刻ｔ２までかかって漸次増加する。
【００７１】
この結果、透明・散乱切替素子１２２が透明状態から散乱状態に移行し、出射光の照射角度が広がるのに合わせて、光源５１の光量が増加していくため、図４（ｅ）に示すように、表示装置２の正面輝度は不変である。これにより、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の期間に異常閃光が発生することを抑制できる。
【００７２】
上述の説明は、表示装置２を狭視野角表示から広視野角表示に切り替えた場合についての説明であるが、同じ原理を広視野角表示から狭視野角表示に切り替える場合にも適用することができる。図５（ａ）乃至（ｅ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズをとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、比較例の表示装置を広視野角表示から狭視野角表示に切り替えたときの状態変化を示すタイミングチャートである。また、図６（ａ）乃至（ｅ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズをとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、本実施形態の表示装置を広視野角表示から狭視野角表示に切り替えたときの状態変化を示すタイミングチャートである。
【００７３】
以下、表示中に広視野角表示から狭視野角表示への切替動作（以下、「広角→狭角切替」ともいう）について説明する。先ず、図１８に示す比較例の表示装置の動作について説明する。広角→狭角切替の際に、切替の前後で光源の光量が同じであると、切り替えたときに、正面輝度が増加する。そこで、広角→狭角切替時には、光源５１を構成するＬＥＤに流す電流を減らして、光源の光量を低下させ、正面輝度が増大しないようにする。
【００７４】
即ち、時刻ｔ１において、制御回路３２０１（図１８参照）が広視野角表示から狭視野角表示に切り替える指令を受け取ると、制御回路３２０１は、透明・散乱切替素子駆動回路に制御信号を出力する。これにより、図５（ａ）に示すように、透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧がオフからオンに切り替わり、透明・散乱切替素子のＰＤＬＣ層に電圧が印加される。この結果、透明・散乱切替素子のＰＤＬＣ層において、高分子マトリクスと液晶分子の見かけの屈折率がほぼ等しくなり、透明・散乱切替素子が透明状態となる。但し、透明・散乱切替素子のヘイズが減少して安定するまでにはある程度の時間がかかる。このため、図５（ｂ）に示すように、透明・散乱切替素子のヘイズは、時刻ｔ１から時刻ｔ３までかかって緩やかに減少し、時刻ｔ３において安定する。
【００７５】
一方、制御回路３２０１は、時刻ｔ１において、光源駆動回路に制御信号を送る。これにより、図５（ｃ）に示すように、光源駆動回路が光源に対して出力する電流は、時刻ｔ１において瞬時に減少する。従って、図５（ｄ）に示すように、光源の光量も、時刻ｔ１においてほぼ瞬時に減少する。
【００７６】
この結果、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間においては、光源の光量が低く、且つ、透明・散乱切替素子が透明になりきらない状態となる。このため、光源の低い光量が散乱されてしまい、正面輝度が低下する。従って、表示装置の正面にいる使用者から見ると、画面が一瞬暗くなったように感じられる。
【００７７】
これに対して、本実施形態においては、制御回路２０１（図１参照）が時刻ｔ１に広角→狭角切替の指令を受け取ると、光源駆動回路２０２に制御信号を送り、光源５１の光量を減少させる。このとき、光源駆動回路２０２は、光源５１の光量が、透明・散乱切替素子１２２のヘイズの変化に合わせて漸次減少するように、光源５１を制御する。これにより、図６（ｃ）に示すように、光源駆動回路２０２が光源５１に対して出力する電流は、時刻ｔ１から時刻ｔ３までかかって緩やかに減少する。従って、図６（ｄ）に示すように、光源５１の光量も、透明・散乱切替素子１２２のヘイズの変化に同調するように、時刻ｔ１から時刻ｔ３までかかって漸次減少する。
【００７８】
この結果、透明・散乱切替素子１２２が散乱状態から透明状態に移行し、出射光の照射角度が狭まるのに合わせて、光源５１の光量が減少していくため、図６（ｅ）に示すように、表示装置２の正面輝度は不変である。これにより、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間に画面が暗くなることを防止できる。
【００７９】
上述の如く、本実施形態によれば、表示装置２において、表示を狭視野角表示から広視野角表示に切り替えるときに、異常閃光が発生することを防止できる。また、表示を広視野角表示から狭視野角表示に切り替えるときに、正面輝度が低下することを防止できる。即ち、本実施形態によれば、狭角→広角切替時及び広角→狭角切替時の双方において、切替期間中（移行期間中）の正面輝度が、この切替期間の前後の期間における正面輝度よりも高くなることがない。このため、表示装置の正面にいる使用者に、違和感を抱かせることがない。
【００８０】
なお、本実施形態においては、狭角→広角切替時及び広角→狭角切替時の双方において、光源の光量を透明・散乱切替素子のヘイズの変化に合わせて緩やかに変化させる例を示した。しかしながら、従来の表示装置においても、広角→狭角切替時には、画面輝度が一瞬低下するだけであり、狭角→広角切替時に発生する異常閃光と比較すれば、使用者に認識されにくい。また、透明・散乱切替素子も、電圧をオフからオンに切り替えるときの応答時間は、オンからオフに切り替えるときの応答時間よりも短いため、正面輝度が低下する期間、即ち、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間は、異常閃光が発生する期間、即ち、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間よりも短い。このため、狭角→広角切替時の異常閃光と比較すれば、広角→狭角切替時の正面輝度の低下は、使用者に与える違和感の程度が小さい。従って、本発明においては、狭角→広角切替時にのみ、前述の制御を行えば、違和感をかなり軽減することができる。
【００８１】
また、本実施形態においては、表示装置の面状光源装置が光線方向規制素子を備える例を示したが、面状光源装置は少なくとも、光源と、導光板と、透明・散乱切替素子と、表示パネルと、光源を駆動する光源駆動回路と、透明・散乱切替素子を駆動する透明・散乱素子駆動回路とを備えていればよく、光線方向規制素子は省略可能である。但し、光線方向規制素子を設けることにより、光源及び導光板から構成されるバックライトから出射した光の指向性を高め、狭視野角表示時の覗き見を防止する効果を高めることができる。
【００８２】
更に、本実施形態においては、光線方向規制素子としてのルーバにおいて、透明領域と吸収領域とが交互に配置される配列方向が導光板の光入射面の法線と直交する方向である例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば導光板の光出射面内において回転配置されていてもよい。これにより、ルーバと表示パネルとの間で発生するモアレを目立ちにくくでき、表示品質を向上できる。
【００８３】
更にまた、透明・散乱切替素子はＰＤＬＣ層を備えたものに限定されず、透明状態と散乱状態をスイッチングできる素子であればよい。例えば、ポリマーネットワーク液晶（ＰＮＬＣ）を使用した素子、又はダイナミック・スキャッタリング（ＤＳ）を使用した素子であってもよい。また、本実施形態においては、ＰＤＬＣ層として、電圧を印加していないときは散乱状態であり、電圧印加時には透明状態であるものを使用している。これにより、透明・散乱切替素子は、散乱状態のときに電力を消費しなくなり、その分の電力を光源に割り当てることができるため、バッテリーの能力を増大させることなく、散乱状態時に光源の光量を増加できる。なお、電圧を印加していないときは透明状態であり、電圧印加時には散乱状態であるＰＤＬＣ層を使用してもよい。このようなＰＤＬＣ層は、高分子マトリクスを電圧を印加しながら露光して硬化させることにより作製することができる。これにより、携帯情報端末で使用頻度が高い狭視野表示において、ＰＤＬＣ層に電圧を印加する必要がなくなり、電力消費を抑制することができる。
【００８４】
また、ＰＤＬＣ層に使用する液晶分子としてコレステリック液晶又は強誘電性液晶等を用いてもよい。これらの液晶は、印加電圧をオフにしても電圧を印加していたときの配向状態のままであり、メモリー性がある。このようなＰＤＬＣ層を使用することにより、消費電力を低減することが可能となる。また、透明・散乱切替素子をオフにする場合に、ＰＤＬＣ層１１１を挟む二枚の電極１１０に接続された端子を短絡してもよい。オフの際に電極１１０に接続された端子を開放すると、電極１１０に蓄積された電荷が保持され、透明・散乱切替素子の応答が著しく遅くなる。これに対して、オフの際に端子を短絡すれば、電極１１０に電荷が保持されないため、透明・散乱切替素子の応答を高速化できる。
【００８５】
更に、本実施形態に係る表示装置においては、光源は導光板の光入射面に配置された複数個のＬＥＤからなるものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、エレクトロ・ルミネッセンスを利用したＥＬバックライト又は冷陰極管を使用してもよい。但し、ＬＥＤを使用した場合には、光源の薄型化が可能となる。なお、光源が白色ＬＥＤから構成され、白色ＬＥＤが、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とから構成される場合には、電流のパルス幅変調により、白色ＬＥＤの光量を調整してもよい。青色ＬＥＤと黄色蛍光体とから構成される白色ＬＥＤでは、青色ＬＥＤが発する青色光の一部により黄色蛍光体が励起されて黄色光を発し、青色光及び黄色光が混合されて白色光が発生する。狭視野角表示と広視野角表示との切替の際に、光源に供給する電流量を変化させることにより光量を変化させると、青色光及び黄色光の発光比率が変動するため、画面表示の色度変化が発生する。これに対して、パルス変調により光源の光量を調整すれば、発光する時間の割合を変化させることにより光量が変化するため、画面表示の色度変化を抑制できる。
【００８６】
更にまた、本実施形態においては、光源駆動回路にキャパシタを設ける例を示したが、本発明はこれに限定されず、光源駆動回路は、狭視野角表示と広視野角表示の切替に対して、光源を駆動する電流の切替タイミングを遅延できる構成の回路であればよい。例えば、ＤＡコンバータを備えており、オンオフの間の電流を逐次指定して出力できる回路が好適に適用できる。これにより、オン時とオフ時の電流を夫々透明・散乱切替素子のオン時、オフ時の応答に合わせて、より適切に設定できる。
【００８７】
本発明の面状光源装置と組み合わせて使用する表示パネルは、液晶パネルに限定されず、光源装置を使用する表示パネルであれば使用可能である。また、液晶パネルは透過型に限定されず、各画素に透過領域が設けられたパネルであれば使用可能であり、各画素の一部に反射領域を有する半透過型液晶パネル、微透過型液晶パネル、微反射型液晶パネルでも使用可能である。また、液晶パネルは、視野角依存性が少ないものが好ましい。これにより、広視野角表示時の階調反転を抑制できる。そのような液晶パネルのモードの例としては、横電界モードではＩＰＳ（イン・プレイン・スイッチング）方式、ＦＦＳ(フリンジ・フィールド・スイッチング)方式、ＡＦＦＳ(アドヴァンスト・フリンジ・フィールド・スイッチング)方式等が挙げられる。また、垂直配向モードではマルチドメイン化され視野角依存性が低減されたＭＶＡ(マルチドメイン・ヴァーティカル・アライメント)方式、ＰＶＡ(パターンド・ヴァーティカル・アライメント)方式、ＡＳＶ(アドヴァンスト・スーパー・ヴイ)方式等が挙げられる。更に、フィルム補償ＴＮモードの液晶表示パネルも好適に使用することができる。
【００８８】
本実施形態の表示装置は、携帯電話等の携帯端末装置に好適に適用することができる。携帯端末装置としては携帯電話のみならず、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant：個人用情報端末）、ゲーム機、デジタルカメラ及びデジタルビデオカメラ等の各種の携帯端末装置に適用することができる。また、携帯端末装置のみならず、ノート型パーソナルコンピュータ、キャッシュディスペンサ、自動販売機等の各種の端末装置に適用することができる。
【００８９】
次に、本発明の第２の実施形態に係る面状光源装置、表示装置、端末装置及び面状光源装置の駆動方法について説明する。本実施形態に係る表示装置は、前述の第１の実施形態に係る表示装置と比較して、光源駆動回路２０２（図１参照）が、光源に対する出力電流の切替を、透明・散乱切替素子１２２における透明状態から散乱状態への移行が終了した後に行う点が異なっている。本実施形態においては、例えば制御回路２０１が内部に遅延回路（図示せず）を備えており、狭角→広角切替の指令を受領した際に、光源駆動回路を制御するタイミングを、透明・散乱切替素子駆動回路を制御するタイミングよりも遅延させる。本実施形態に係る上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００９０】
次に、上述の如く構成された本実施形態に係る表示装置の動作、即ち、本実施形態に係る面状光源装置の駆動方法について説明する。図７（ａ）乃至（ｅ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズをとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、本実施形態に係る表示装置を狭視野角表示から広視野角表示に切り替えたときの状態変化を示すタイミングチャートである。
【００９１】
図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、狭角→広角切替時において、透明・散乱切替素子駆動回路及び透明・散乱切替素子の動作は、前述の第１の実施形態と同様である。図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、本実施形態においては、制御回路２０１は、透明・散乱切替素子１２２の散乱状態への変化が十分に完了するまでは、光源５１の光量を変化させない。即ち、光源５１の光量が狭視野角表示状態のままとなるように、時刻ｔ１においては、制御回路２０１は光源駆動回路２０２に切替の指令を与えない。その後、透明・散乱切替素子１２２の散乱状態への変化が十分に完了した段階で、即ち、時刻ｔ２において透明・散乱切替素子１２２の移行が終了した段階で、光源駆動回路２０２に広視野角表示状態への切替の指令を与える。これにより、図７（ｃ）に示すように、光源駆動回路２０２の出力電流が増大し、図７（ｄ）に示すように、光源の光量が増加する。
【００９２】
この結果、図７（ｅ）に示すように、透明・散乱切替素子１２２が散乱状態に変化する過渡期間、即ち、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間は、光源５１の光量は狭視野角表示状態に対応した低光量のままであるため、透明・散乱切替素子１２２のヘイズ増加に従って正面輝度は低下する。そして、透明・散乱切替素子１２２の散乱状態への変化が完了した後に、光源５１に流れる電流を増加させて光量を増加させ、狭視野角表示時と同等の正面輝度まで向上させる。このため、本実施形態においては、狭角→広角切替の際には、正面輝度が一旦低下するため、異常閃光は発生しない。
【００９３】
前述の如く、本実施形態においては、狭角→広角切替時に、透明・散乱切替素子のヘイズ変化が完了するまで光源の光量を増大させないことにより、異常閃光の発生を防止している。この結果、狭角→広角切替時に正面輝度が一旦低下することになるが、正面輝度の低下は、異常閃光ほどは使用者に違和感を与えないため、本実施形態によって、切替時の違和感をかなり軽減することができる。また、本実施形態においては、光源駆動回路の出力電流を透明・散乱切替素子のヘイズ変化が完了した後に増加させればよく、前述の第１の実施形態のように、光源駆動回路の出力電流を透明・散乱切替素子のヘイズ変化に合わせて漸次変化させる必要がない。このため、タイミング調整という簡易な手法で異常閃光を抑制できる。
【００９４】
なお、本実施形態では光源駆動回路の出力電流を透明・散乱切替素子のヘイズ変化が完了した後に増加させるものとしたが、光源駆動回路の出力電流増加はヘイズ変化が完全に完了した後に限定されるものではなく、同等の効果を有する範囲において、ヘイズ変化中であっても適用することができる。透明・散乱切替素子における透明状態から散乱状態への移行が開始された後に光源駆動回路の出力電流を増加させれば、一定の効果を得ることができる。
【００９５】
また、広角→狭角切替時には、透明・散乱切替素子駆動回路の制御よりも光源駆動回路の制御を遅延させると表示画面の異常閃光が発生するので、遅延回路の動作を無効にするか、光源駆動回路の制御よりも透明・散乱切替素子駆動回路の制御を遅延させることが好ましい。図８（ａ）乃至（ｅ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズをとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、広角→狭角切替時において、透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧切替の後に光源駆動回路の出力電流を切り替えた場合の状態変化を示すタイミングチャートである。また、図９（ａ）乃至（ｅ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズをとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、広角→狭角切替時において、透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧切替と同時に光源駆動回路の出力電流を切り替えた場合の状態変化を示すタイミングチャートである。
【００９６】
図８（ａ）及び図９（ａ）に示すように、広視野角表示状態にある表示装置に対して、時刻ｔ１に制御回路２０１が狭視野角表示への切替の指令を受け取ると、透明・散乱切替素子１２２が透明状態になるように透明・散乱切替素子駆動回路２０３を制御する。即ち、透明・散乱駆動素子駆動回路２０３の出力電圧をオンに切り替える。これにより、図８（ｂ）及び図９（ｂ）に示すように、透明・散乱切替素子１２２のヘイズが減少し始める。透明・散乱切替素子１２２の応答は光源の応答より遅く、ヘイズが減少して飽和する迄には比較的長い時間を必要とするため、透明・散乱切替素子１２２のヘイズは、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて緩やかに低減し、時刻ｔ２において安定する。
【００９７】
このとき、図８（ｃ）及び（ｄ）に示すように、透明・散乱切替素子１２２の透明状態への変化が十分に完了するまで光源５１の光量を低下させないと、光源５１は広視野角表示用に大きな光量を発しているにもかかわらず、透明・散乱切替素子１２２が透明状態に遷移してしまうため、図７（ｅ）に示すように、正面輝度が一時的に上昇する。その後、透明・散乱切替素子１２２が透明状態に安定した後に、光源の光量を低下させれば、正面輝度は切替前の広視野角表示時の正面輝度とほぼ同等になるが、この間の一時的な輝度上昇が表示画面の異常閃光として認識されてしまう。
【００９８】
これに対して、図９（ｃ）及び（ｄ）に示すように、透明・散乱切替素子駆動回路２０３の出力電圧切替と同時に光源駆動回路２０２の出力電流を低下させれば、透明・散乱切替素子のヘイズ低下が始める前に、光源の光量が低下することになる。このため、図９（ｅ）に示すように、光源の光量が低下した直後には、透明・散乱切替素子１２２のヘイズが未だ大きい状態にあるため、狭視野表示用の低い光量が広い角度範囲に散乱されてしまい、正面輝度が低下する。その後、透明・散乱切替素子１２２のヘイズが低下して透明状態になると、正面方向の輝度は回復し、広視野角表示状態と同等の正面輝度が確保される。これにより、広視野角表示から狭視野角表示に切り替える際の表示画面の異常閃光の発生を抑制することができる。
【００９９】
次に、本発明の第３の実施形態に係る面状光源装置、表示装置、端末装置及び面状光源装置の駆動方法について説明する。本実施形態においては、透明・散乱切替素子１２２のヘイズが変化している期間中に、光源駆動回路２０２の出力電流をオフとし、光源５１が点灯されないようにする。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。
【０１００】
次に、上述の如く構成された本実施形態に係る表示装置の動作、即ち、本実施形態に係る面状光源装置の駆動方法について説明する。図１０（ａ）乃至（ｅ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズをとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、本実施形態に係る表示装置を狭視野角表示から広視野角表示に切り替えたときの状態変化を示すタイミングチャートである。
【０１０１】
表示装置が狭視野角表示状態にあるときに、制御回路２０１が広視野角表示への切替の指令を受け取ると、図１０（ａ）に示すように、透明・散乱切替素子１２２が散乱状態になるように透明・散乱切替素子駆動回路２０３を制御する。即ち、透明・散乱駆動素子駆動回路２０３の出力電圧をオフにし、図１０（ｂ）に示すように、透明・散乱切替素子１２２のヘイズを大きくする。同時に、図１０（ｃ）に示すように、制御回路２０１は、光源駆動回路２０２を制御して、光源５１に対する出力電流をオフにする。これにより、図１０（ｄ）に示すように、光源５１を構成するＬＥＤを消灯する。透明・散乱切替素子１２２のオフ時の応答は前述のようにＬＥＤの応答より遅く、印加電圧のオフからヘイズが増大して飽和するまでには比較的長い時間を必要とするが、この期間中は光源が消灯しているために、表示画面の正面輝度は０のままであり、透明・散乱切替素子１２２の中間遷移状態が表示画面に与える影響は皆無である。
【０１０２】
その後、透明・散乱切替素子１２２の散乱状態への変化が十分に完了した段階で、光源駆動回路２０２に広視野角表示状態への点灯の指令を与え、光源駆動回路２０２の出力電流を増大させて、図１０（ｄ）に示すようにＬＥＤを点灯する。この結果、図１０（ｅ）に示すように、透明・散乱切替素子１２２が散乱状態に変化する移行期間中は、光源５１が消灯しているため、正面輝度は０のままであり、表示画面の輝度が短時間内に急激に上昇する異常閃光を抑制できる。
【０１０３】
なお、上述の説明は狭視野角表示から広視野角表示に切り替えた場合についてであるが、本実施形態は広視野角表示状態から狭視野角表示状態に切り替えた場合にも、全く同様に適用可能である。図１１（ａ）乃至（ｅ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズをとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、本実施形態に係る表示装置を広視野角表示から狭視野角表示に切り替えたときの状態変化を示すタイミングチャートである。本実施形態においては、前述の狭角→広角切替時と同様に、広角→狭角切替時においても、透明・散乱切替素子１２２のヘイズが変化している移行期間中は光源駆動回路２０２の出力電流をオフにし、光源を点灯させない。
【０１０４】
即ち、広視野角表示状態にある表示装置に対して、制御回路２０１が狭視野角表示への切替の指令を受け取ると、図１１（ｃ）に示すように光源駆動回路２０２の出力電流をオフにして、図１１（ｄ）に示すように光源５１を構成するＬＥＤを消灯する。同時に、図１１（ａ）に示すように、透明・散乱切替素子１２２が透明状態になるように透明・散乱切替素子駆動回路２０３を制御する。即ち、透明・散乱駆動素子駆動回路２０３の出力電圧をオンにし、図１１（ｂ）に示すように透明・散乱切替素子１２２のヘイズを小さくする。このとき、透明・散乱切替素子１２２のオフ時の応答は前述のようにＬＥＤの応答より遅く、印加電圧のオンからヘイズが増大して飽和する迄には比較的長い時間を必要とするが、光源が消灯しているために表示画面の輝度は０のままであり、透明・散乱切替素子１２２の中間遷移状態が表示画面に与える影響は皆無である。その後、透明・散乱切替素子１２２の透明状態への変化が十分に完了した段階で、光源駆動回路２０２に狭視野角表示状態への点灯の指令を与え、光源駆動回路２０２の出力電流を増大させて、図１１（ｄ）に示すようにＬＥＤを点灯する。この結果、図１１（ｅ）に示すように、透明・散乱切替素子１２２が透明状態に変化する期間は、光源５１が消灯しているため、正面輝度は０のままであり、表示画面の輝度が短時間内に急激に上昇する異常閃光を抑制できる。
【０１０５】
本実施形態においては、切替時に表示画面の輝度が短時間内に急激に上昇する異常閃光を抑制できるだけでなく、切替の過渡期間中に光源を消灯することにより、正面に位置するメインユーザに切替を明示することができる。即ち、前述の第１の実施形態のように、視野角を切り替えたときに正面方向の輝度が全く変化しないと、正面に位置するメインユーザが切替の動作を確認できない。これに対して、本実施形態のように、切替の際に光源を消灯すれば、切替に伴って画面が暗転するので、正面に位置するメインユーザも切替の動作を確認できる。
【０１０６】
なお、上述の説明は、透明・散乱切替素子のヘイズが変化している間は光源を消灯するものとしたが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、同様の効果を発揮できる範囲において光源が点灯していてもよい。例えば、透明・散乱切替素子のヘイズが変化している間は、光源の光量をヘイズの変化前及び変化後よりも小さく設定してもよい。
【０１０７】
次に、本発明の第４の実施形態に係る面状光源装置、表示装置、端末装置及び面状光源装置の駆動方法について説明する。図１２は本実施形態の表示装置を示す斜視図である。図１２に示すように、本第４実施形態に係る表示装置２１においては、透過型液晶表示パネル７を駆動する表示パネル駆動回路２０４が制御回路２０１に接続されており、この表示パネル駆動回路２０４が制御回路２０１のコントロール下に置かれている。そして、制御回路２０１、光源駆動回路２０２、透明・散乱素子駆動回路２０３及び表示パネル駆動回路２０４により、制御部が構成されている。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。
【０１０８】
次に、上述の如く構成された本実施形態に係る表示装置の動作、即ち、本実施形態に係る面状光源装置の駆動方法について説明する。図１３（ａ）乃至（ｆ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズをとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に透過型液晶表示パネルの透過率をとり、（ｆ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、本実施形態に係る表示装置を狭視野角表示から広視野角表示に切り替えたときの状態変化を示すタイミングチャートである。また、図１４（ａ）乃至（ｆ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズをとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に透過型液晶表示パネルの透過率をとり、（ｆ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、本実施形態に係る表示装置を広視野角表示から狭視野角表示に切り替えたときの状態変化を示すタイミングチャートである。
【０１０９】
先ず、狭角→広角切替動作について説明する。本実施形態においては、図１３（ｂ）に示すように、透明・散乱切替素子１２２のヘイズが変化している期間中は、図１３（ｅ）に示すように、透過型液晶表示パネル７の透過率を低下させてほぼ０にする。これにより、図１３（ｆ）に示すように、この期間中は正面輝度がほぼ０となる。透過型液晶表示パネル７の透過率を下げるためは、例えば画面全体に黒色を表示すればよい。そして、透明・散乱切替素子１２２のヘイズの変化が完了した後、透過型液晶表示パネル７の表示を通常の表示に復帰させる。なお、一般的な透過型液晶表示パネルの応答時間は２０ミリ秒程度以下であり、透明・散乱切替素子の応答時間より短い。
【０１１０】
次に、広角→狭角切替動作について説明する。前述の狭角→広角切替動作のときと同様に、図１４（ｂ）に示すように、透明・散乱切替素子１２２のヘイズが変化している期間中は、図１４（ｅ）に示すように、透過型液晶表示パネル７の透過率を低下させてほぼ０とする。これにより、図１４（ｆ）に示すように、この期間中は正面輝度が低下してほぼ０となる。そして、透明・散乱切替素子１２２のヘイズの変化が完了した後、透過型液晶表示パネル７の表示を通常の表示に復帰させる。本実施形態における上記以外の動作は、前述の第１の実施形態と同様である。
【０１１１】
本実施形態によれば、表示の切替時に透過型液晶表示パネル７の透過率を低下させることにより、前述の第３の実施形態と同様な効果を得ることができる。また、本実施形態においては、光源又は透明・散乱切替素子に対する特別な調整が不要であり、透過型液晶表示パネルの表示内容を変更することで、簡単に異常閃光を抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、携帯電話、ＰＤＡ、ゲーム機、デジタルカメラ、ビデオカメラ及びビデオプレーヤ等の携帯端末装置の表示装置や、ノート型パーソナルコンピュータ、キャッシュディスペンサ、自動販売機等の端末装置の表示装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。
【図２】その構成要素である透明・散乱切替素子を示す断面図である。
【図３】本実施形態に係る端末装置を示す斜視図である。
【図４】（ａ）乃至（ｅ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズ（ＨＡＺＥ：曇価）をとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、本実施形態の表示装置を狭視野角表示から広視野角表示に切り替えたときの状態変化を示すタイミングチャートである。
【図５】（ａ）乃至（ｅ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズをとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、比較例の表示装置を広視野角表示から狭視野角表示に切り替えたときの状態変化を示すタイミングチャートである。
【図６】（ａ）乃至（ｅ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズをとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、本実施形態の表示装置を広視野角表示から狭視野角表示に切り替えたときの状態変化を示すタイミングチャートである。
【図７】（ａ）乃至（ｅ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズをとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、本発明の第１の実施形態に係る表示装置を狭視野角表示から広視野角表示に切り替えたときの状態変化を示すタイミングチャートである。
【図８】（ａ）乃至（ｅ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズをとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、広角→狭角切替時において、透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧切替の後に光源駆動回路の出力電流を切り替えた場合の状態変化を示すタイミングチャートである。
【図９】（ａ）乃至（ｅ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズをとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、広角→狭角切替時において、透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧切替と同時に光源駆動回路の出力電流を切り替えた場合の状態変化を示すタイミングチャートである。
【図１０】（ａ）乃至（ｅ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズをとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、本発明の第３の実施形態に係る表示装置を狭視野角表示から広視野角表示に切り替えたときの状態変化を示すタイミングチャートである。
【図１１】（ａ）乃至（ｅ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズをとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、本実施形態に係る表示装置を広視野角表示から狭視野角表示に切り替えたときの状態変化を示すタイミングチャートである。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。
【図１３】（ａ）乃至（ｆ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズをとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に透過型液晶表示パネルの透過率をとり、（ｆ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、本実施形態に係る表示装置を狭視野角表示から広視野角表示に切り替えたときの状態変化を示すタイミングチャートである。
【図１４】（ａ）乃至（ｆ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズをとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に透過型液晶表示パネルの透過率をとり、（ｆ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、本実施形態に係る表示装置を広視野角表示から狭視野角表示に切り替えたときの状態変化を示すタイミングチャートである。
【図１５】特許文献１に記載されている従来の第１の視野角制御型液晶表示装置を模式的に示す断面図である。
【図１６】特許文献２に記載されている従来の第１の視野角制御型液晶表示装置を模式的に示す断面図である。
【図１７】特許文献２に記載の従来の視野角制御型液晶表示装置に使用される照明装置を模式的に示す斜視図である。
【図１８】本発明の比較例に係る視野角制御型表示装置を示す斜視図である。
【図１９】（ａ）乃至（ｅ）は、横軸に共通して時間をとり、（ａ）は縦軸に透明・散乱切替素子駆動回路の出力電圧をとり、（ｂ）は縦軸に透明・散乱切替素子のヘイズ（ＨＡＺＥ：曇価）をとり、（ｃ）は縦軸に光源駆動回路の出力電流をとり、（ｄ）は縦軸に光源の光量をとり、（ｅ）は縦軸に表示装置の正面輝度をとって、図１８に示す比較例の視野角制御型液晶表示装置を狭視野角表示から広視野角表示に切り替えたときの状態変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１１４】
１；バックライト
２、２１；表示装置
３；導光板
７；透過型液晶表示パネル
９；携帯電話
５１；光源
１０９；透明基板
１１０；電極
１１１；ＰＤＬＣ層
１１１ａ；高分子マトリクス
１１１ｂ；液晶分子
１１２；ルーバ
１１２ａ；透明領域
１１２ｂ；吸収領域
１２２；透明・散乱切替素子
２０１；制御回路
２０２；光源駆動回路
２０３；透明・散乱切替素子駆動回路
２０４；パネル駆動回路
１００１；視野角制御型液晶表示装置
１１００、１１０１；電圧供給源
１１１０、１１１１、１１１２；基板
１１２０、１１２１、１１２２、１１２３；透明電極
１１３０；散乱モードの液晶
１１４０、１１４１；偏光子
１１５０、１１５１；配向膜
１１６０；液晶層
１１７０；液晶素子
１１８０；液晶素子
１１９０、１１９１；スイッチ
２１０１；視野角制御型液晶表示装置
２１０２；液晶表示装置
２１０３；散乱性制御素子
２１０４；照明装置（バックライト）
２１１５；基板
２１２０；遮光スリット付シート（透光性シート体）
２１２１；照射部
２１２２；光源
２１２３；光出射面
２１２４；反射シート
３１０１；バックライト
３１０２；視野角制御型液晶表示装置
３１０３；導光部材
３１０７；透過型液晶パネル
３１５１；光源
３１１２；光線方向規制素子
３１２２；透明・散乱切替素子
３２０１；制御回路
３２０２；光源駆動回路
３２０３；透明・散乱切替素子駆動回路
【図１】
2006285084.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2006285084.tif 000012
【図１１】
2006285084.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2006285084.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2006285084.tif 000017
【図１６】
2006285084.tif 000018
【図１７】
2006285084.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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