(57)【要約】  本発明は、第１視野角範囲を有する第１表示モードと、上記第１視野角範囲より小さい第２視野角範囲を有する第２表示モードと、多視方向表示モードとの間を切り替え可能なディスプレイに関するものである。上記ディスプレイは、画像表示層２および制御素子８を含み、上記制御素子は、上記制御素子が画像表示層２と共に機能して第１表示モードを提供する第１状態と、上記制御素子が画像表示層２と共に機能して第２表示モードを提供する第２状態と、上記制御素子が画像表示層２と共に機能して多視方向表示モードを提供する第３状態との間に切り替え可能である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１視野角範囲を有する第１表示モードと、上記第１視野角範囲より小さい第２視野角範囲を有する第２表示モードと、多視方向表示モードとの間を切り替え可能なディスプレイであって、
画像表示層および制御素子を含み、
上記制御素子は、上記制御素子が上記画像表示層と共に機能して第１表示モードを与える第１状態と、
上記制御素子が上記画像表示層と共に機能して第２表示モードを与える第２状態と、
上記制御素子が上記画像表示層と共に機能して多視方向表示モードを提供する第３状態とを切り替え可能であるディスプレイ。
【請求項２】
上記制御素子は電気光学材料層を含む請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項３】
上記制御素子は、上記電気光学材料層をアドレスする少なくとも１つのパターン電極と、上記少なくとも１つのパターン電極をアドレスし、上記制御素子を上記第１状態、上記第２状態および上記第３状態のいずれか所望の１つの状態にする制御手段とをさらに含む請求項２に記載のディスプレイ。
【請求項４】
上記制御素子は、上記電気光学材料層の第１の側に配置される第１のパターン電極組と、上記電気光学材料層の第２の側に配置される第２のパターン電極組とを含む請求項３に記載のディスプレイ。
【請求項５】
上記第１のパターン電極組は、上記電気光学材料層内の第１画像を、上記第２視野角の範囲外の視野角において可視状態にし、上記第２視野角の範囲内の視野角において不可視状態にするようにアドレス可能である請求項４に記載のディスプレイ。
【請求項６】
上記第１および第２のパターン電極組は、上記電気光学材料層内の第１画像を、上記第２視野角の範囲外の視野角において可視状態にし、上記第２視野角の範囲内の視野角において不可視状態にするように、共に機能してアドレス可能である請求項４に記載のディスプレイ。
【請求項７】
上記制御素子における透過光路に配置される光学リターダをさらに含む請求項３に記載のディスプレイ。
【請求項８】
上記制御素子は、上記電気光学材料層を配向するための少なくとも１つのパターン化された配向面をさらに含む請求項４に記載のディスプレイ。
【請求項９】
上記電気光学材料層の一方の側に配置されるパターン電極組を含んでいる請求項８に記載のディスプレイ。
【請求項１０】
上記電気光学材料層は、上記電気光学材料層内の第１画像を上記第２視野角の範囲外の視野角において可視状態にし、上記第２視野角の範囲内の視野角において不可視状態にするようにアドレス可能である請求項８または９に記載のディスプレイ。
【請求項１１】
上記第２のパターン電極組は、上記電気光学材料層内の視差光学を選択的に規定するようにアドレス可能である請求項５ないし７のいずれか１項に記載のディスプレイ。
【請求項１２】
上記パターン電極組は、上記電気光学材料層内の視差光学を選択的に規定するようにアドレス可能である請求項９に記載のディスプレイ。
【請求項１３】
上記第１画像は、上記画像表示層によって表示される第２画像によって選択される請求項６に記載のディスプレイ。
【請求項１４】
上記電気光学材料層は、第１の液晶材料層を含む請求項３ないし９のいずれか１項に記載のディスプレイ。
【請求項１５】
上記液晶材料層は、上記制御素子が上記第２状態にあるとき、部分的に切り替えられた状態にある請求項１４に記載のディスプレイ。
【請求項１６】
上記液晶材料層は、フレデリクス配向ネマティック液晶材料である請求項１４に記載のディスプレイ。
【請求項１７】
上記液晶材料層は、垂直配向ネマティック液晶材料である請求項１４に記載のディスプレイ。
【請求項１８】
上記画像表示層は、第２の液晶材料層を含む請求項２ないし９のいずれか１項に記載のディスプレイ。
【請求項１９】
上記多視方向表示モードは、３次元表示モードである請求項１ないし１８のいずれか１項に記載のディスプレイ。
【請求項２０】
上記多視方向表示モードは、デュアルビュー表示モードである請求項１ないし９のいずれか１項に記載のディスプレイ。
【請求項２１】
上記第２視野角範囲は、上記第１視野角の範囲内にある請求項１ないし９のいずれか１項に記載のディスプレイ。
【請求項２２】
上記第２視野角範囲は法線方向を含む請求項１ないし９のいずれか１項に記載のディスプレイ。
【請求項２３】
上記第２視野角範囲は、上記ディスプレイに対して非法線（non-normal）である二等分線を有する請求項１ないし９のいずれか１項に記載のディスプレイ。
【請求項２４】
上記ディスプレイが上記第２表示モードにある状態を示す表示をするように構成されている請求項１ないし９のいずれか１項に記載のディスプレイ。
【請求項２５】
表示のデータ内容に応じて上記第２表示モードにするように構成される請求項１ないし９のいずれか１項に記載のディスプレイ。
【請求項２６】
上記周囲光が閾値よりも暗いときに、上記ディスプレイを上記第２表示モードにする周囲光センサを含む請求項１ないし９のいずれか１項に記載のディスプレイ。
【請求項２７】
車両ディスプレイを含む請求項１ないし９のいずれか１項に記載のディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広角視モードと狭角視モードとの間で切り替え可能となるように、光の角出力範囲が制御可能にし、さらに多視方向表示モードにも切り替え可能にしたディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、コンピュータとともに用いられるモニタや、携帯電話および他の携帯用の情報装置に組み込まれたスクリーンのようなエレクトロニクス表示装置は、通常、可能な限り広範囲の視野角を有するように設計されており、そのため、上記エレクトロニクス表示装置によって表示される画像を、多数の異なる観察位置から見ることができる。しかしながら、ある装置によって表示される画像には、狭い範囲の視野角でのみ見られることが望ましい状況も存在する。例えば、満員電車の中で携帯用のコンピュータを使用する人にとって、コンピュータの表示画面がこの電車の他の乗客に読まれないように、その表示画面は、小さい視野角を有していることが望ましい。このため、「パブリック」表示モードと「プライベート」表示モードの２つの動作モードの間で電気的に切り替え可能なディスプレイ装置の開発に多大な労力が費やされてきた。「パブリック」表示モードでは、一般的用途のために広い視野角を有するが、個人情報を公共の場所で装置のユーザ以外の他人に見られずに表示できるように、狭範囲を有する「プライベート」表示モードに切り替え可能である。
【０００３】
このようなディスプレイの他のアプリケーションは、自動車内のディスプレイである。このディスプレイの視野角は、乗員または運転手が上記ディスプレイを見ることができないように制御可能である。あるいは、視野角は、上記ディスプレイのフロントガラスおよび窓への反射を低減するために制御可能である。そのため、例えば夜間または照明を落とした状態において視野角を小さくできる。輝度センサは、広い視野角と狭い視野角との間の自動切り替えを可能にし、上記ディスプレイの輝度の自動制御も可能にしている。
【０００４】
２つまたはそれ以上の画像を同時に表示するディスプレイも公知である。この場合、一方の画像がもう一方の画像に対して異なる方向に表示されるか、または、それぞれの画像同士が異なる方向に表示される。このようなディスプレイは、多視方向ディスプレイとして知られている。これらの画像は、静止画像または動画像（画像の連続）であり得る。
【０００５】
多視方向ディスプレイの一種に、立体３次元ディスプレイ（autostereoscopic 3-D）がある。これは、立体画像対の左目画像と右目画像とである２つの画像を表示する。上記２つの画像は、上記左目画像が観察者の左目に方向づけられ、上記右目画像が観察者の右目に方向づけられるように表示され、これによって上記観察者は、完全な３次元画像を知覚する。
【０００６】
多視方向ディスプレイの他の種類には、デュアルビューディスプレイがある。デュアルビューは、２つ（またはそれ以上）の画像を表示する。この場合、１つの画像は１人の観察者に方向付けられ、他の画像は他の観察者に方向付けられている。これらの画像は、互いに独立しており、互いに全く関連性がないので、これら２人の観察者は、完全に異なる画像を見ることになる。
【０００７】
ディスプレイを視覚できる角度または位置の範囲を制限する多数の装置が知られている。
【０００８】
米国特許第６５５２８５０号には、現金自動入出金機（ＡＴＭ）上の個人情報の表示方法が記載されている。上記現金自動入出金機のディスプレイから放射された光は、一定の偏光状態を有し、上記現金自動入出金機とそのユーザは、この偏光状態の光を吸収するが、直交偏光状態の光を透過する、シート偏光子の大きなスクリーンに囲まれている。通りがかった人は、上記現金自動入出金機とそのユーザを見ることができるが、上記現金自動入出金機の画面上に表示された情報を見ることができない。
【０００９】
光の方向を制御する１つの公知の要素は、「ルーバー」フィルムである。これは、交互に配置された透明層と不透明層とからなり、ベネチアンブラインドと同様な構成になっている。このようなフィルムを概略的に図１に示す。上記フィルムは、ベネチアンブラインドと同じ原理によって機能し、図１において光線３０によって示したように、上記不透明層と平行またはほぼ平行な方向に伝播する光は該フィルムを通過する。しかしながら、図１において光線３１によって示したように、上記不透明層の面に対してより大きい角度で伝播する光は、複数の上記不透明層のいずれか１つの層への入射であって、吸収される。上記不透明層は、図１に示したように上記フィルムの表面に垂直であるか、または上記フィルムの表面に対して別の角度であってもよい。
【００１０】
この種のルーバーフィルムは、透明材料と不透明材料とが交互になった多数のシートを積み重ねた後、その結果得られたブロックを上記層に垂直にスライス状に切断することによって製造される。この方法は、古くから知られており、例えば、米国特許第２０５３１７３号、米国特許第２６８９３８７号、および米国特許第３０３１３５１号に記載されている。
【００１１】
他の製造方法も公知である。例えば、米国特許第ＲＥ２７６１７は、積み重ねられた層の円筒状ビレットから、ルーバーフィルムを連続的に切断するプロセスを記載している。米国特許第４７６６０２３号は、得られたフィルムの光学的品質と機械的ロバスト性を、上記フィルムに紫外線固化（curable）モノマーを塗膜した後、紫外線を照射することによって改善する方法を記載している。米国特許第４７６４４１０号は、紫外線固化材料を用いて、ルーバーシートを被覆フィルムに固着させる、同様のプロセスを記載している。
【００１２】
上記ルーバーフィルムと同様の特性を有するフィルムを形成するための他の方法も存在している。例えば、米国特許第５１４７７１６号は、上記フィルムの面に対して垂直な方向に配列された多数の細長い粒子を含んだ光制御フィルムについて記載している。従って、この方向に大きい角度を成す光線は強く吸収され、その一方で、この方向に伝播している光線は透過する。
【００１３】
光制御フィルムの他の例は、米国特許第５５２８３１９号に記載されている。このフィルムが有する透明体には、このフィルム面に平行な不透明領域が埋め込まれている。上記不透明領域は、積み重なった状態になっており、不透明領域の各積み重なりは、それぞれ、隣接する不透明領域と間をおいて設けられている。上記不透明領域は、光が上記フィルムを特定の方向に透過することを遮り、同時に他の方向に透過することを可能にする。
【００１４】
従来技術の光制御フィルムは、ディスプレイパネルの正面、または透過型表示パネルと該パネルのバックライトとの間に配置され、上記ディスプレイを見ることができる角度の範囲を制限している。すなわち、従来技術の光制御フィルムは、ディスプレイを「プライベート」化する。しかしながら、従来技術の光制御フィルムには、プライバシー機能を解除（switch off）して、広範囲の角度から見ることができるフィルムは存在しない。
【００１５】
（広視野角を有する）パブリックモードと（狭視野角を有する）プライベートモードとの間を切り替え可能なディスプレイについては、既に報告されている。例えば、米国特許公開第２００２／０１５８９６７号では、光制御フィルムをディスプレイ上に実装して、上記光制御フィルをディスプレイの正面に移動させてプライベートモードにする方法、またはディスプレイの背後またはすぐ横にある空間（holder）に機械的に格納して、パブリックモードにする方法について記載している。この方法は、故障するか、または、使用時に破損する可能性のある可動部品を含んでおり、上記ディスプレイがかさばるという欠点を有する。
【００１６】
ディスプレイパネルを、可動部品を用いずに、パブリックモードからプライベートモードに切り替える方法は、光制御フィルムを表示パネルの裏面に実装し、この光制御フィルムと上記パネルとを電気的に、切り替え可能な拡散板を配置することである。上記拡散器が使用されない場合、上記光制御フィルムは視野角の範囲を制限し、上記ディスプレイはプライベートモードになる。上記拡散板がオン状態である場合、上記光制御フィルムから出力された狭角領域を有する光は、上記拡散板上への入射であり、上記拡散板は、上記光の角伝播を増加させるために機能する。つまり、上記拡散板によって、上記光制御フィルムの効果は取り消される。従って、上記ディスプレイは、広範囲の角度に伝わっている光によって照射され、上記上記ディスプレイはパブリックモードにおいて機能する。上記光制御フィルムを上記パネルの正面に実装し、切り替え可能な拡散板を上記光制御フィルムの正面に配置して、同一の効果を得ることも同様に可能である。
【００１７】
上記のようなタイプの切り替え可能なプライバシー装置は、米国特許第５８３１６９８号、米国特許第６２１１９３０号、および、米国特許第５８７７８２９号に記載されている。これらは、上記光制御フィルムは、上記ディスプレイがパブリックモードであるか、または、プライベートモードであるかに関わらず、常に、該フィルムへの光の入射の大部分を吸収するという欠点を有している。従って、上記ディスプレイは、この光を使用する点において、本質的に非効率的である。さらに、上記拡散板が、パブリックモードにおいて、広範囲の角度に光を拡散するので、バックライトがより明るくなるように補正されないのであれば、これらのディスプレイはプライベートモードよりもパブリックモードにおいて暗くなる。
【００１８】
これら装置の他の欠点は、その電力消費量に関連する。このような装置は、多くの場合、切り替え可能な高分子分散型液晶拡散板を用いている。上記高分子分散型液晶拡散板は、上記液晶層に電力が印加されない場合に拡散性がなく、電圧を印加することによって、（拡散状態に）スイッチＯＮされる。従って、操作を上記パブリックモードにするためには、上記拡散器に電圧を印加して、上記拡散板をスイッチＯＮする必要がある。従って、プライベートモードよりもパブリックモードの方が、より電力を消費する。これが、ほぼ常にパブリックモードにおいて用いられ、電池残量が制限されているモバイル装置にとっての欠点である。
【００１９】
ディスプレイをパブリック／プライベートに切り替え可能にする他の方法は、米国特許第５８２５４３６号に記載されている。この特許における光制御装置は、上記のルーバーフィルムと同様の構造を有している。しかしながら、上記ルーバーフィルム内にある各不透明素子は、不透明状態から透明状態へと電気的に切り替え可能な液晶セルに代替される。上記光制御装置は、表示パネルの正面または裏面に配置される。上記セルが、不透明である場合、上記ディスプレイはプライベートモードになり、上記セルが透明である場合、上記ディスプレイはパブリックモードになる。
【００２０】
この装置には、適切な形状の液晶セルを製造することが難しく、高価である点であるという不都合がある。また、プライベートモードでは、まず透明な材料を通過し、次に液晶セルの一部を通過するような角度で入射する。このような光線は、上記液晶層によって完全には吸収されず、上記装置のプライバシーを損なうという別の不都合がある。
【００２１】
特開２００３−２３３０７４号公報には、切り替え可能な視野角を有するディスプレイが記載されている。このディスプレイは、セグメント化された追加ＬＣパネルを用いている。上記追加ＬＣパネルの異なるセグメントは、上記ディスプレイの関連範囲の視野特徴を異なるように変化させ、その結果、ディスプレイパネル全体は、中心視位置（central viewing position）からのみ、完全に視認可能である。
【００２２】
英国特許出願第０３２０３６３．５号は、ルーバーに基づいた切り替え可能なプライバシー装置を記載している。上記プライバシー装置は、光の１つの偏光のためだけに機能している。上記ルーバーは、該ルーバー自体の中にある染色された（dyed）液晶分子を回転させること、または個別の素子を用いて入射光線の偏光面を回転させることによって、スイッチＯＮおよびスイッチＯＦＦされる。
【００２３】
英国特許出願第０４０８７４２．５号には、ディスプレイパネルに１つ以上の追加液晶層および偏光子を加えることによって形成される、切り替え可能なプライバシー装置が記載されている。これら追加素子固有の視野角依存性は、上記液晶を公知の方法によって電気的に切り替えることによって変動しうる。
【００２４】
英国特許出願第０４０１０６２．５号には、異なる角度範囲を有する光を生成する２つの異なるバックライトを用いることによって、パブリックモードとプライベートモードとの間を切り替えるディスプレイが記載されている。
【００２５】
英国特許第２４１０１１６号（この出願の優先日以後に公開済）は、パブリック表示モードとプライベート表示モードとの間に切り替え可能であるディスプレイ装置に関する。これは、異なる角出力範囲を有する２つのバックライトを設けること、プライベート表示モードを得るために狭角出力バックライトを選択すること、またはパブリック表示モードを得るために広角出力バックライトを選択することによって、切り替え可能になっている。一実施形態では、上記バックライトは、互いにかみ合った２つの照明システムにより形成され、各照明システムは、可視光源または紫外線源のいずれかによって、照射されている。各照明システムは、蛍光体シートを含み、従って紫外線源がそれぞれ照射される場合に、広角範囲を有する可視光を放射する。しかしながら、上記可視光源が照射される場合、上記照明システムは、狭角範囲を有する光を放射する。従って、上記バックライトは、様々なモードにおいて動作可能である。つまり、（１）両可視光源が照射される場合、上記バックライトは狭角範囲を有する可視光をその全体の範囲にわたって放射する。（２）両紫外線源が照射される場合、上記バックライトは広角範囲を有する可視光をその全体の範囲にわたって放射する。（３）１つの可視光（または紫外線）源だけが照射される場合、上記バックライトは、上記互いにかみ合った照明システムのうちのいずれか１つの照明システムに応じた範囲にわたって狭（広）角度分布を有する可視光を放射する。
【００２６】
英国特許第２４０５５４４号は、偏光依存光制御構造を提示し、該偏光依存光制御構造では、光制御構造が配置され、偏光子の特定面を有する光にとっての視差バリアとして機能している。切り替え可能な半波長板の状態によっては、上記光制御構造は、役に立たない場合もあり、従って２次元モードを提供するか、または、３次元表示モードを提供する視差バリアとして機能する場合もありえる。さらに、上記光制御構造を有効になるように上記半波長板を切り替える場合、上記ディスプレイパネル上に単一画像を表示することによって、プライベート２次元表示モードを達成できる。
【発明の開示】
【００２７】
本発明は、第１視野角範囲を有する第１表示モードと、上記第１視野角範囲より小さい第２視野角範囲を有する第２表示モードと、多視方向表示モードとの間を切り替え可能なディスプレイを提供する。上記ディスプレイは、画像表示層および制御素子を含み、上記制御素子は、上記制御素子が上記画像表示層と共に機能して第１表示モードを与える第１状態と、上記制御素子が上記画像表示層と共に機能して第２表示モードを与える第２状態と、上記制御素子が上記画像表示層と共に機能して多視方向表示モードを提供する第３状態とを切り替え可能である。このようなディスプレイは、用途の点において、既知のディスプレイよりも柔軟である。このようなディスプレイは、パブリックモードとプライベートモードとの間に切り替え可能である従来のディスプレイの長所を有するだけでなく、３次元モードまたはデュアルビューモードのような多視方向表示モードも提供するように切り替えられうる。例えば、本発明のディスプレイが自動車に取り付けられる場合、例えば、本発明のディスプレイは、表示される画像が運転者および乗員が見ることのできる広表示モードと、その表示される画像が上記乗員のみ（または上記運転者のみ）に見ることのできる狭視野モードと、（道路地図のような）一方の画像は上記運転者に表示され、（娯楽プログラムのような）他方の画像は上記乗員に表示されるデュアルビューモードとにおいて用いられうる。本発明は、携帯電話のようなモバイル装置のディスプレイにも適用可能であり、このような装置にプライベートな表示モードと３次元表示モードとを提供する。所望の表示モードの選択は、上記制御素子を適切に切り替えることによって行われ、例えば、英国特許公開公報２４１０１１６のように、１つのバックライトから他のバックライトに切り替える必要はなく、英国特許公開公報２４０５５４４のように、画像表示層上に表示される画像を再設定する必要もない。
【００２８】
上記制御素子は、電気光学材料層を含む。
【００２９】
上記制御素子は、電気光学材料層をアドレスする少なくとも１つのパターン電極と、該少なくとも１つのパターン電極をアドレスし、上記制御素子を上記第１状態、上記第２状態および上記第３状態の所望のいずれか１つの状態にする制御手段とをさらに含む。
【００３０】
上記制御素子は、上記電気光学材料層の第１の側に配置される第１のパターン電極組と、上記電気光学材料層の第２の側に配置される第２のパターン電極組とを含んでもよい。
【００３１】
上記第１パターン電極組は、上記電気光学層において、第１画像を第２視野角範囲外の視野角において可視状態にし、第２視野角範囲内の視野角において不可視状態にするようにアドレス可能である。選択的に、上記第１および第２のパターン電極組は、上記電気光学材料層内の第１画像を、上記第２視野角の範囲外の視野角において可視状態にし、上記第２視野角の範囲内の視野角において不可視状態にするように、共に機能してアドレス可能である。第２視野角範囲外の方向に沿って上記ディスプレイを視ている観察者は、上記画像表示層上に表示された１つの画像と、上記制御素子の電気光学層において指定された画像との重ね合わせを見ることになる。上記制御素子の電気光学層における指定された画像は、「ぼやけた画像」として作用し、その結果、上記観察者が、上記画像表示層上に表示された画像を視認することは難しい。しかしながら、上記ディスプレイのディスプレイ面への法線の軸に沿って、上記ディスプレイを視ている観察者は、上記画像表示層上に表示される画像のみを見る。
【００３２】
通常、第２視野角範囲は、上記ディスプレイのディスプレイ面への法線を含み、多くの場合、該法線を軸としている。
【００３３】
上記ディスプレイは、上記制御素子における透過光路に配置される光学リターダをさらに含んでもよい。
【００３４】
上記制御素子は、上記電気光学層を配向するための少なくとも１つのパターン化された配向面を含む。上記パターン化された配向面は、上記電気光学材料層の一方の側に配置されたパターン電極組を含んでもよい。
【００３５】
上記電気光学層は、上記電気光学層内の第１画像を上記第２視野角の範囲外の視野角において可視状態にし、上記第２視野角の範囲内の視野角において不可視状態にするようにアドレス可能である。本実施形態では、上記「ぼやけた画像」が、上記パターン化された配向面をパターン化する結果として生じ、これによって、上記電気光学材料層において異なる光学的特性を有する領域が指定される。
【００３６】
上記第２パターン電極組、または、上記第１パターン電極組は、アドレス可能であり、上記電気光学層における視差を選択的に指定できる。これは、多視方向表示モードを提供する。
【００３７】
第１画像の選択は、上記画像表示層によって表示される第２画像に左右されうる。
【００３８】
上記電気光学材料層は、第１液晶材料層を含んでもよい。
【００３９】
この液晶材料層は、上記制御素子が第２状態にある場合、部分的に切り替えられた状態になりうる。
【００４０】
上記液晶材料は、フレデリクス配向のネマティック液晶材料であってもよいし、または、上記液晶材料は、垂直に配向されたネマティック液晶材料であってもよい。
【００４１】
上記画像表示層は、第２液晶材料層を含んでもよい。
【００４２】
上記多重ビューモードは、３次元表示モードであってもよいし、または、上記多重ビューモードは、デュアルビュー表示モードであってもよい。
【００４３】
上記第２視野角範囲は、上記第１視野角範囲内にあってもよい。
【００４４】
上記第２視野角範囲は、法線方向を含んでもよい。
【００４５】
上記２視野角は、上記ディスプレイに対して非法線である、二等分線を有してもよい。
【００４６】
上記ディスプレイが上記第２表示モードにある場合、通知を表示するように、上記ディスプレイを配置してもよい。
【００４７】
上記ディスプレイを、ディスプレイ用のデータの内容に応じて上記第２表示モードを選ぶように配置してもよい。
【００４８】
上記ディスプレイは、周囲光（ambient light）センサを含み、周囲光が閾値よりも下の場合に、該ディスプレイが上記第２表示モードを選ぶようにしてもよい。
【００４９】
上記ディスプレイは、車両ディスプレイを含んでもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
同様の参照符号は、全図面を通して同様の部材を指す。
【００５１】
以下に、多視方向表示モードとしての立体３次元表示モードに切り替え可能なディスプレイに関して本発明を記載する。しかしながら、本発明は、このモードに限定されるものではなく、多視方向表示モードは、例えば、デュアルビュー表示モードであってもよい。
【００５２】
図２（ａ）は、本発明の第１実施形態によるディスプレイ１の概略的な断面平面図である。ディスプレイ１は、広視野モード、狭視野モードおよび３次元表示モードのいずれかのモードにおいて動作するように切り替え可能である。
【００５３】
ディスプレイ１は、所望の画像を表示するように駆動可能な画像表示層２を含む。画像表示層２は、従来の種類の画像ディスプレイであり、ディスプレイを１つ以上のモードにおいて動作可能にするために、変える必要は全くない。例えば、画像表示層２は、液晶層であってもよく、特に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）液晶パネルの液晶層であってもよい。上記薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）液晶パネルの液晶層は、上記パネルに供給された画像データに応じて、画素化されたフルカラーまたはモノクロのディスプレイを提供する。
【００５４】
図２（ａ）は、第１の透明基板３と第２の透明基板４との間に配置された画像表示層２を示している。画像表示層２と基板３，４とは、入口偏光子５と出口偏光子６との間に配置されている。偏光子５，６と基板３，４と画像表示層２とは、共に、１つの画像表示装置７を形成する。
【００５５】
動作中、上記ディスプレイは、画像表示装置７の裏面に配置されている１つのバックライト（図示していない）によって光が照射されている。上記バックライトは、比較的広い角度分布範囲にわたって、好適に均一な強度を有する光を放射する。上記バックライトは、既知のディスプレイに光を照射するために用いられているような、従来タイプのバックライトであってよい。
【００５６】
例えば、画像表示層２をアドレスする電極、または（例えば、該画像表示層が液晶層である場合に）該画像表示層を配向させる配向面のような、画像表示装置７の他の要素を、明確にするために図２（ａ）から省略している。
【００５７】
ディスプレイ１は、画像表示装置７から観察者２０，２０ａ，２０ｂまでの光路に配置された追加要素９〜１４をさらに含む。追加要素９〜１４は、共に、制御素子８を形成している。制御素子８は、制御可能な角度光変調を提供し、これによって、ディスプレイ１の表示モードを変えることができる。制御素子８は、例えば、上記ディスプレイ１の出力を、狭角配光部（light distribution）１６と広角配光部１５との間で変動可能にする。制御素子８は、視差バリアを提供するように、さらに切り替えられる。このため、２つ以上の画像を画像表示層２上に適切な方法によって表示する場合に、制御素子８は、画像表示層２と共に機能して、多視方向表示モードを提供する。
【００５８】
制御素子８を、選択的に、上記バックライト（図示しない）と画像表示装置７との間に配置してもよい。このような選択的な構成では、制御素子８よりもむしろ画像表示装置７のほうが、観察者２０，２０ａ，２０ｂにより接近している。
【００５９】
制御素子８は、電気光学材料層１１を含む。上記の説明では、電気光学材料層１１が液晶を形成しているが、本発明は、原理上これに限定されない。電気光学材料層１１は、例えばガラスからなる、第３透明基板９と第４透明基板１３との間に配置される。第１パターン電極組１０および第２パターン電極組１２は、第３ガラス基板９と第４ガラス基板１３との間に設けられて、液晶層１１をアドレス可能にする。これらの電極については、さらに後述する。
【００６０】
最後に、制御素子８は出口偏光子１４を含む。
【００６１】
上記第１および第２パターン電極組に電圧を印加する制御手段、または上記制御素子の液晶層１１の分子を配向させる配向面のような、制御素子８の他の部材は、従来のものであり、図２（ａ）では分かりやすくするために省略した。
【００６２】
上記の説明では、制御素子８は、ディスプレイ１の表示モードを制御するように制御されている。ある状態の制御素子８は、ディスプレイ装置７からの放射光の角伝播に、実質的には全く影響を与えないので、ディスプレイ装置７によって表示される画像は、広視野範囲１５にわたって可視状態にあるので、ディスプレイ１に広視野モードを提供する。他の状態の制御素子は、ディスプレイ装置７によって表示される画像は、狭視覚範囲１６にわたってのみ可視状態にあるので、ディスプレイ１は、狭視野モードを提供する。
【００６３】
図２（ａ）の実施形態では、制御素子８は、狭視野範囲をもたらし、狭視覚範囲１６外の視野角において可視となり、狭視覚範囲１６の範囲内の視野角においては不可視となる、ぼやけた画像を生成する。従って、狭視覚範囲１６内にいる観察者２０は、画像表示層２上に表示される画像のみを見るが、狭視覚範囲１６の範囲外から上記ディスプレイを見る観察者２０ａ，２０ｂは、画像表示層２上に表示されるオリジナル画像の重ね合わせと、制御素子８によって生成される、ぼやけた画像とを見る。
【００６４】
最後に、上記制御素子は、上記画像表示層と共に機能して、多視方向表示モードを提供する第３状態に切り替えられてもよい。図２（ａ）の実施形態では、上記制御素子は、上記第３状態に切り替えられる場合に、視差光学を与える。その結果、２つ以上の画像が、画像表示層２上に、適切な方法（例えば、視差光学が透過性の領域と非透過性の領域とを交互に有する場合のインターレース画像）によって表示される場合に、多視方向表示モードが得られる。
【００６５】
図２（ｂ）は、制御素子８の透視図であり、第１パターン電極組１０および第２パターン電極組１２を示している。図２（ｂ）は、一人の観察者が視ている方向からの上記制御素子を示しており、これにより、第１パターン電極組１２は、第２パターン電極組１０よりも、上記観察者により接近している。図２（ｂ）では、液晶層１１と、基板９，１３と、偏光子１４とを省略している。
【００６６】
図２（ｂ）に示したように、第１パターン電極組１２は、通常、長方形の電極１７（ａ）〜１７（ｆ）のアレイを含んでいる。複数の上記電極が、行と列とのアレイ状に配置されている。電極１７（ａ）〜１７（ｆ）は、制御手段３３が所望の電圧を上記電極に印加可能にするアドレス線１８ａ〜１８ｃによって、アドレスされている。しかしながら、上記電極は、これらの電極の１つの行の全電極が、同一のアドレス線に接続されないように、複数の上記アドレス線に接続されている。むしろ、電極の各行は、２つのアドレス線の間に配置され、上記電極は、上記電極の行の上にあるアドレス線と、上記電極の行の下にあるアドレス線とに、交互に接続される。従って、図２（ｂ）に示した電極１７ａ〜１７ｃの第１行では、第１電極１７ａおよび第３電極１７ｃ（および、第５電極、第７電極など）は、上記電極の第１行の下にあるアドレス線１８ｂに接続され、第２電極１７ｂ（および、第４電極、第６電極など）は、上記電極の行の上にあるアドレス線１８ａに接続されている。同様に、図２（ｂ）に示した電極１７ｅ、１７ｆの下方の行では、第１電極１７ｄおよび第３電極１７ｆ（および、第５電極、第７電極など）が、上記電極の行の下にあるアドレス線１８ｃに接続されている。その一方で、第２電極１７ｅ（および、第４電極、第６電極など）は、上記電極の行の上にあるアドレス線１８ｂに接続されている。
【００６７】
第２パターン電極組１０は、ストライプ電極１９のアレイを含む。ストライプ電極１９は、ディスプレイ１がその法線方向にある場合に、これらがほぼ垂直に伸びるように配置されている。ストライプ電極１９は、制御手段３２が所望の電圧を印加できるようにするアドレス線によって、再びアドレスが可能である。
【００６８】
図３（ａ）は、広視野モードにある上記ディスプレイの動作を示す図である。図３（ａ）は、制御素子８の上記第１パターン電極および上記第２パターン電極のみを示し、分かりやすくするために他の要素を省略している。広視野モードでは、光学制御素子８は、ディスプレイ７によって放射される光の角度範囲に、実質的に全く影響を与えない。これは、上記制御素子の液晶層１１を、広視野モードにおいて上記液晶層を通過する光の偏光面を回転させるように構成すること、および上記制御素子の出口偏光子を該出口偏光子の透過軸でディスプレイ素子７の出口偏光子６の透過軸に交差して配置されるように構成することによって、最も効果的に達成される。好ましくは、上記制御素子の液晶層１１は、上記広視野モードにおいて、該液晶層をほぼ９０度に通り抜ける光の偏光面を回転させており、上記制御素子の出口偏光子は、ディスプレイ素子７の出口偏光子６の透過軸に対して９０度である透過軸を有している。従って、ディスプレイ装置７によって生成される画像は、上記制御素子を介して、少し変更されて、または、全く変更されずに送信される。他の選択的な構成では、上記広表示モードは、上記制御素子の出口偏光子を、その透過軸をディスプレイ素子７の出口偏光子６の透過軸に平行になるように配置することによって、および、上記制御素子の液晶層１１を、該液晶層を通り抜けている光の偏光面に、実質的に全く影響を与えないように配置することによって得られる。しかしながら、この選択的な構成は、暗状態を生成する点においては、あまり効果的でない。
【００６９】
上記広表示モードでは、第１パターン電極組１０および第２パターン電極組１２は、上記制御素子の液晶層１１の液晶状態が、全範囲にわたって均一であるように、アドレスされている。これは、制御素子８の液晶層１１の全範囲にわたって、一様な電界が印加される必要があることであり、これは、上記第１パターン電極組の全電極１７ａ〜１７ｆに第１基準電圧を印加して、上記第２パターン電極組の全ストライプ電極１９に第２基準電圧を印加することによって達成できる。上記第１基準電圧および上記第２基準電圧のいずれか（または、場合によっては両方）１つの電圧は、ゼロである。
【００７０】
上記広視野モードを得るために、上記制御素子の液晶層１１に印加する必要のある所定の電界は、制御素子８の液晶層１１の動作モードに応じて決定される。上記広視野モードを得るために、ゼロ電界が必要とされる場合もある。この場合、同じくゼロ電圧が、図３（ａ）の、全電極１７ａ〜１７ｆと全ストライプ電極１９とに印加される。（つまり、上記第１基準電圧および上記第２基準電圧は、互いに等しく、両方ともゼロであってもよい。）（実際には、一般的に用いられる駆動エレクトロニクスの性質のために、液晶装置の電極にゼロ電圧を印加することは、一般的でない。従って実際には、同一の非ゼロ電圧を反対側の電極に印加することによって、通常、ゼロ電界が得られる。）
上記広表示モードは、制御素子８の液晶層１１が、例えば、フレデリクス配向のネマティック液晶を含むという条件において、前段落に記載したようにゼロ電界が印加される場合に得られる。上記フレデリクス配向では、ゼロ電界が上記液晶層に印加される場合、上記液晶の分子は、実質的に上記基板面内にある。上記液晶層は、交差された直線偏光子の間に配置されることが好ましく、この場合、この液晶分子は、各偏光子の透過軸に対して４５度に位置されているので、上記液晶層は、光の偏光を９０度回転させる半波長板として、効果的に機能する。結果として、ディスプレイは、ゼロが印加された電界において透過性を有する（「ノーマリホワイトモード」）。十分に大きな電界が印加される場合（通常、液晶の標準的な厚みに、５Ｖｒｍｓの電圧を印加する必要がある）、上記液晶分子は、直行配置に新しく位置付けられて、上記液晶分子は、上記基板面に対してほぼ直角になり、上記層を通り抜ける光の偏光に全く影響を与えない。つまり、黒状態になる。中程度に印加された電界においては（通常、液晶の標準的な厚みに、２．５Ｖｒｍｓの電圧を印加する必要がある）、上記液晶分子は、部分的に直行配置に切り替えられる中間的な状態になる。これは、極めて非対象の構成である。
【００７１】
選択的に、ディスプレイ１の広視野モードを得るために、液晶層１１は、一様な電界を必要とする場合もある。これには、制御素子８の液晶層１１が、例えば、垂直に配向されたネマティック（ＶＡＮ）配置のネマティック液晶材料を含んでいる場合が当てはまる。ＶＡＮモード液晶層は、フレデリクスモードネマティック液晶について上記した状態と同じ状態間において切り替え可能であるが、上記液晶分子は、ゼロが印加された電界における上記基板面に垂直の配向になる。(従って、上記液晶が交差された直線偏光子の間に配置される場合、「ノーマリブラック」モードになる)。十分に大きな電界が印加される場合（通常、液晶の標準的な厚みに、約５Ｖｒｍｓの電圧を印加する必要がある）、上記液晶分子は、上記基板面に対して平行になるように新しく位置付けられ、上記分子がこれら２つの偏光子の透過軸に対してほぼ４５度であるとすれば、上記液晶層は、半波長板として機能し、明るい状態が得られる。フレデリクスモードの場合のように、中程度に印加されたいくつかの電界において、上記液晶分子は、直行配置に部分的に切り替えられる中間的な状態になる。
【００７２】
図３（ｂ）は、広視野モードにある上記制御素子の透過率プロットを示す図である。上記プロットの中心部（白い円によって記した）は、上記ディスプレイをその法線軸（normal axis）に沿って視て、方位角における変化に応じて、上記中心部から左または右に移動している観察者に相当する。同様に、上記観察者は、極角における変化に応じて、上記中心部から上または下に移動する。所定の視野角の透過率が、等高線と色の濃淡との両方によって示されている。図３（ｂ）は、３６０度の方位角範囲と、（面内方向から、法線方向への）垂直の方向における９０度の角度範囲とを対象としている。
【００７３】
図３（ｂ）は、上記第１パターン電極組の電極１７ｄに対応する制御素子の領域にとっての、上記制御素子の透過率プロットを示す図である。図３（ｃ）は、同様の透過率プロットを示すが、これは、隣接する、上記第１パターン電極組の電極１７ｅに対応する制御素子領域にとっての透過率プロットである。図に示すように、上記制御素子の両領域は、上記ディスプレイの法線軸から遠く離れた視野角においても、高透過率を有する。これは、ディスプレイ１が、広視野モードを有することを示している。なぜなら、上記制御素子は、ディスプレイ装置７によって表示される画像に、少ししか影響を与えないか、または、全く影響を与えないからであり、該画像は、図２（ａ）の広角度範囲１５の間はずっと視覚可能である。全観察者２０，２０ａ，２０ｂは、画像表示層２上に表示される画像を見ることができ、上記ディスプレイは、広表示モードを有することになる。
【００７４】
図４（ａ）は、図２（ｂ）に対応し、狭視野モードにあるディスプレイを示す図である。再び、図４（ａ）は、制御素子８の第１パターン電極および第２パターン電極のみを示し、他の部材は、明確にするために省略した。
【００７５】
上記狭視野モードを得るために、制御素子８の液晶層に不均一な強度の電界を印加するため、制御素子８の液晶層のいくつかの領域は、第１電界強度が印加され、その一方で、制御素子８の液晶層の他の領域は、第２の、異なる電界強度が印加される（容易に実施するために、第１電界または第２電界はゼロであることが好ましい）。結果として、液晶層１１の液晶状態は、その全範囲にわたって均一でなく、従って、上記液晶層の光学的特性は、その範囲とともに変動する。
【００７６】
図４（ａ）の一実施形態では、第１パターン電極１７ａ〜１７ｆのために、アドレス線１８ａ〜１８ｃの１つに、交替で、非ゼロ電圧が印加される。図４（ａ）では、第１非ゼロ電圧が第２アドレス線１８ｂ（および、第４アドレス線、第６アドレス線など）に印加され、その一方で、（上記第１電圧と異なり、好ましくは非ゼロである）第２電圧が、第１アドレス線１８ａと第３アドレス線１８ｃ（および、第５アドレス線、第７アドレス線など）と第２パターン電極組の全ストライプ電極１９とに印加される。従って、上記第１電圧が、第１行の第１電極１７ａ、１７ｃと第２行の第２電極１７ｅとに印加され、その結果、この光学制御素子の液晶層１１の対応する領域に電界が印加される。上記光学制御素子の液晶層１１の他の領域には、ゼロ電界が印加される。上記第１電圧および上記第２電圧は、１つの液晶状態が、上記第１行の第１電極１７ａおよび第３電極１７ｃと、第２行の第２電極１７ｅとに対応する液晶層１１の領域において存在するように、および、異なる光学的特性を有する、異なる液晶状態が、他の電極１７ｂ、１７ｄ、１７ｆに対応する液晶層１１の領域において存在するように、設定されている。従って、第１パターン電極１７ａ〜１７ｆは、狭視野モードを得ることができるパターン対極（patterned counter electrode）として機能する。
【００７７】
図４（ａ）は、制御素子８の液晶層１１がフレデリクス配向を有するネマティック液晶材料である場合に適している。この場合、上記第２電圧が印加される電極に対応する液晶層１１の領域、つまり、電極の上記第１行の第２電極１７ｂと、電極の上記第２行の第１電極１７ｄおよび第３電極１７ｆとは、図３（ａ）の光学的特性と同じ特性を有している。これは、図４（ｂ）の透過率プロットによって示した通りである。しかしながら、上記第１電圧が印加される電極に対応する上記液晶層の領域において、上記液晶状態は、これらの領域に電界が印加された結果として、部分的に切り替えられた配向に変化する。結果として、液晶のこれらの領域は、視野角に応じて様々な強度を生成する。これは、図４（ｃ）透過率プロットによって示されており、図に示したように、法線方向に近い視野角の場合のみ、上記強度は高い。上記観察者が、法線視方向から水平面に（in a horizontal plane）移動するにつれて、上記強度は急速に減少する。
【００７８】
従って、上記ディスプレイをその法線軸に沿って、または、上記法線軸に近い視野角において視ている観察者は、画像表示装置７上に表示される画像を見ることができる。制御素子８の全領域は、上記法線軸に沿って視る場合、高透過率を有し、制御素子８の全領域は、上記法線軸に沿って視る場合、互いにほぼ同一の透過率を有する。そのため、制御素子８は、上記ディスプレイをその法線軸に沿って、または、上記法線軸に接近した方向に沿って視ている観察者によって視覚される画像になの影響も及ぼさない。
【００７９】
しかしながら、上記ディスプレイを広視野角において視ている観察者は、上記制御素子によって生成される「分かりにくい画像」を見ることになる。この画像は、電極１７ａ，１７ｃ，１７ｅに対応する上記制御素子の領域と、電極１７ｂ，１７ｄ，１７ｆに対応する上記制御素子の領域との間の、高視野角（high viewing angle）における透過率における実際の差異の結果として生成されるものである。狭角度範囲１６の外側にいる観察者２０ａ，２０ｂは、画像表示層２上に表示される画像上に重ねられた上記「分かりにくい画像」を見ることになり、従って、画像表示層２上に表示される画像を容易に見ることはできない。
【００８０】
第１パターン電極組が配置され、図４（ａ）に示したように機能する場合、広視野角において視覚可能な上記「分かりにくい画像」は、図４（ｄ）に示したような市松模様である。上記観察者は、上記市松模様によって、上記画像ディスプレイパネル上に表示される画像を見ることが困難になる。
【００８１】
電極１７ａ，１７ｃ，１７ｅに対応する上記制御素子の液晶層１１の領域における液晶状態は、上記法線軸に沿ってまたは上記法線軸に近づいて伝播している光に高透過率を提供するが、上記法線軸に対して大角度に伝播している光には低透過率を提供する必要がある。部分的に切り替えられるフレデリクスモードネマティック液晶、または、ＶＡＮ液晶の配向は、これに適している。このような影響は、係属中の英国特許出願第０４０８７４２．５号、および、対応英国特許出願第０５１０３１９３．８号にさらに詳細に記載されていることに留意されたい。
【００８２】
第１パターン電極組のアドレスについての詳細は、制御素子８の液晶層１１の特性によって決定されることに留意されたい。上記したアドレスの概略は、上記フレデリクス配置を有するネマティック液晶に好適である一方、他の液晶配向を有する液晶層は、別の方法によるアドレスを必要とする。例えば、垂直に配向されたネマティック配向を有するネマティック液晶材料の場合では、一様な非ゼロ電界を上記液晶層に印加して、上記液晶分子を上記基板に対して平行、および、上記基板の透過軸に対して４５度に位置合わせることによって、上記広視野モードが得られる。この場合、アドレス線１８ａ，１８ｂ，１８ｃのいずれかを交互に用いている液晶層をアドレスすることによって、再び上記狭視野モードが得られる。上記液晶分子が平行である配向を得るに十分な高電界が、いくつかの液晶領域に印加され、これらの領域は、広範囲の視野角にわたって、高透過率を有する。他の液晶領域は、これらに印加される中程度の電界を有し、そのため、上記液晶分子は部分的に切り替えられた状態になり、高視野角において低透過率を有する。
【００８３】
図５（ａ）ないし図５（ｃ）は、ディスプレイ１の狭表示モードを、より詳細に示す図である。図５（ａ）は、上記ディスプレイをその法線軸に沿って視ている観察者（該観察者の位置は、上記透過率プロットにおいて「Ｘ」によって示されている）にとっての、制御素子８の透過率プロットを示す図である。上記透過率プロットの左部は、図４（ａ）の電極１７ｄに対応する制御素子８の領域であり、上記透過率プロットの右部は、図４（ａ）の電極１７ｅに対応する制御素子８の領域である。図に示すように、上記ディスプレイをその法線軸に沿って視ている観察者にとって、制御素子８の液晶層１１の全領域は、高透過率を有し、互いにほぼ同一の透過率を有している。制御素子８によって生成された「ぼやけた画像」は、上記ディスプレイをその法線軸に沿って見ている観察者にとって、見ることはできない。結果として、上記観察者は、一観察者によって見える画像を描写した図５（ｂ）の左部に示されるように、画像表示層２上に表示される画像のみを見ることになり、従って、画像表示層２上に表示されるこの画像は、よりはっきりと見えることになる。
【００８４】
図５（ｃ）は、上記ディスプレイを上記法線軸から横方向に移動させた位置から見ている観察者にとっての制御素子８の透過率プロットを示す図である。上記観察者の位置は、図５（ｃ）の強度プロットにおいて「Ｘ」によって再び示されている。上記透過率プロットの左部は、図４（ａ）の電極１７ｄに対応する制御素子８の領域であり、上記透過率プロットの右部は、図４（ａ）の電極１７ｅに対応する制御素子８の領域である。この図から、上記制御素子の領域は、互いに同一の透過率を有していないことが分かる。そのため、上記観察者は、制御素子８によって生成される「ぼやけた模様」と、画像表示層２上に表示されるオリジナル画像との重ね合わせを見る。これは、図５（ｂ）の左部において示されており、上記ぼやけた模様（本実施形態では、市松模様）は、画像表示層２上に表示される画像（本実施形態では、テキスト）を視認することを極めて困難にすることが示されている。
【００８５】
図６（ａ）は、３次元表示モードにおけるディスプレイ１を示す図である。（図６（ａ）は、制御素子８の第１パターン電極および第２パターン電極のみを示し、他の部材は、明確にするために省略されている。）本実施形態では、第２パターン電極組のストライプ電極１９は、光学制御素子８において、視差光学（本実施形態では視差バリア）を提供するように駆動されている。これは、第１電圧をストライプ電極１９の全電極にそれぞれに交互に印加し、第２の（ゼロでありえる）異なる電圧をストライプ電極１９の他の電極にそれぞれ印加することによって達成できる。同時に、第１パターン電極組のアドレス線１８ａ〜１８ｃは、一定の電圧に接続されており、そのため、第１パターン電極組の各電極１７ａ〜１７ｆは一定の電圧である。これによって、視差バリアが、制御素子８において形成され、これは、図６（ｄ）に示すように、暗ストライプ２１と明ストライプ２２との交互のストライプからなる。従って、上記ストライプ電極は、３次元表示モードと定義される視差バリアを可能にする。
【００８６】
図６（ｂ）は、上記第１電圧が印加されるストライプ電極１９ａに対応する制御素子８の領域の透過率プロットである。図に示すように、上記制御素子のこの領域は、上記法線軸に沿ってまたは近づいて視る場合、極めて低透過率を有する。図６（ｃ）は、上記第２電圧が印加されるストライプ電極１９ｂに対応する制御素子８の領域の透過率プロットであり、上記制御素子のこの領域は、上記法線軸に沿って視る場合、高透過率を有することが示されている。従って、上記制御素子は、図６（ｄ）に示したように、暗ストライプ２１と明ストライプ２２との交互のストライプからなる視差バリアを、上記法線軸に沿ったまたは近づいた方向に生成する。（図６（ｂ）は、図６（ｃ）とわずかに異なるが、これらの図はどちらも上記制御素子の透過率プロットである。）
上記ディスプレイのほとんどの応用では、上記３次元表示モードにおける上記視差バリアの不透明な領域は、上記法線軸に接近した方向において可視状態にあることが必要とされている。これは、上記視差バリアの上記不透明な領域を生成するために必要な液晶状態は、（上記したように上記法線軸に沿って視覚可能でない）狭表示モードにおけるぼやけた模様の不透明な領域を生成するために必要な液晶状態と同一でないことを意味している。これは、言い換えると、上記視差バリアの不透明な領域を生成するために上記液晶層に印加する必要のある電界は、狭表示モードにおけるぼやけた模様の不透明な領域を生成するために必要とされる電界と同一でないことを意味している。上記液晶モードによって、上記視差バリアの上記不透明な領域を生成するために必要な電界は、狭表示モードにおけるぼやけた模様の不透明な領域を生成するために必要な電界よりも、大きいか、または小さいかのいずれかが決定される。
【００８７】
上記制御素子の出口偏光子１４の透過軸が、ディスプレイ装置７の出口偏光子６の透過軸に対して垂直であるディスプレイでは、上記視差バリアの透過性のある領域を形成する、上記制御素子の液晶層１１の領域における液晶状態は、上記法線軸に沿ってほぼ９０度に伝播している光の偏光面を回転させていることが好ましい。上記視差バリアの不透明な領域を形成する、上記制御素子の液晶層１１の領域における液晶状態は、上記法線軸に沿って伝播している光の偏光面に、実質的に全く影響を与えないことが好ましく、これによって、不透明な領域を、法線入射に接近した角度において可視状態にする。
【００８８】
制御素子８の液晶層がフレデリクス配向のネマティック液晶を含む場合、上記のように、上記液晶層に印加される電界がない場合に常に広表示モードが生じる。第１電圧を上記第１パターン電極組の電極１７ａ，１７ｃ，１７ｅに交互に印加することによって（その一方で、（上記第１電圧と異なる）別の電圧を上記第１パターン電極組の他の電極またはストライプ電極１９に印加することによって）、上記狭表示モードが生じる。上記第１電圧と異なる第２電圧をストライプ電極１９に交互に印加することによって（その一方で、上記別の電圧をストライプ電極１９の他の電極または上記第１パターン電極組に印加することによって）、上記３次元表示モードが生じる。
【００８９】
制御素子８の液晶層が、フレデリクス配向のネマティック液晶、または交差した直線偏光子の間に配置される垂直配向を含むディスプレイの例では、上記制御素子の液晶層のいくつかの領域における液晶分子を部分的に切り替えられた状態にし、その一方で、上記制御素子の液晶層の他の領域における液晶分子を、上記基板に対して平行、および、上記直線偏光子の透過軸に対して４５度に位置づけている。これによって、高視野角における「分かりにくい画像」が生成される。方向性表示モードを得るために、上記制御素子の液晶層のいくつかの領域における液晶分子は、これらが、上記基板面に対して垂直である、完全に切り替えられた状態になるようにされ、上記視差バリアの不透明な領域を決定する。上記制御素子の液晶層の他の領域における液晶分子は、上記基板に平行、および上記偏光子の透過軸に対して４５度に位置づけられ、上記視差バリアの透過性領域を決定する。
【００９０】
良好な３次元表示モードを得るために、視差バリア２３の暗い領域２１は、可能な限り低透過率を有する必要がある。従って、視差バリア２３の暗い領域２１に色消しの（achromatic）低透過率を有する暗状態を得るために、制御素子８内に１以上のリターダまたは１以上の光学補償板層を含むことが有利となる。
【００９１】
図７は、図２（ａ）の実施形態の変更例によるディスプレイを示す図である。図７は、第１パターン電極組１０および第２パターン電極組１２のみを示し、明確にするために、上記ディスプレイの他の部材を省略（および図２（ａ）に関して上記した部材に対応）している。本実施形態では、第２パターン電極組１０は、通常互いに平行に配置されるストライプ型の電極１９を再び含む。本実施形態では、第１パターン電極組１２もストライプ型電極２４のアレイからなり、該アレイは、通常互いに平行に配置され、その長さにわたって通常均一な厚みを有している。上記第１パターン電極組のストライプ電極は、上記第２パターン電極組のストライプ電極１９に対して通常垂直に伸びている。図７に示したディスプレイでは、上記第１パターン電極組のストライプ電極２４は、上記ディスプレイが法線方向にある場合、通常水平に伸び、上記第２パターン電極組のストライプ電極１９は、上記ディスプレイが法線方向にある場合、垂直の方向に伸びている。
【００９２】
本実施形態では、第１電圧を第１パターン電極組１２の各電極２４に印加して、第２電圧を第２パターン電極組１０の各電極１９に印加することによって、上記液晶層中に（上記液晶層モードによって、ゼロかまたは非ゼロであるかが決定される）一様な電界を得ることができ、その結果、広表示モードが得られる。その後、上記の図３（ａ）に関連して説明したように、広表示モードが得られる。同様に、第１電圧を上記第１パターン電極組のストライプ電極２４に印加して、第２電圧を上記第２パターン電極組の各ストライプ電極１９に交互に印加して、上記第２電圧と異なる第３電圧を上記第２パターン電極組のストライプ電極１９の他の電極に印加することによって、３次元表示モードが得られる。その後、上記の図６（ａ）に関連して説明したように、視差バリアが生じる。従って、上記第２パターン電極組のストライプ電極１９によって、３次元表示モードのために、視差バリアを決定することが可能になる。（上記したように、広表示モードおよび上記３次元表示モードを得るために必要な電圧の規模は、制御素子８の液晶層１１の性質によって決定される。）
狭表示モードを得るために、上記第１パターン電極組および上記第２パターン電極組を駆動し、液晶層１１において「ぼやけた画像」を決定する。本質的に、上記制御素子の液晶層１１では、第１パターン電極組１２のストライプ電極２４のいずれか１つの電極が、第２パターン電極組のストライプ電極１９のいずれか１つの電極と重なり合うあらゆる場所において、画素が決定され、これらの画素は、透過性のある状態か、または、軸外の観察者に不透明に映る中間的な状態のいずれかの状態にされる。上記第１パターン電極組１０および上記第２パターン電極組１２は、任意の標準的な「パッシブマトリクスアドレス」技術を用いて駆動され、液晶層１１を駆動する。このようなアドレス技術は公知であり、本明細書には記載しない。従って、上記第１パターン電極組１２のストライプ電極２４は、狭表示モードを得ることができるパターン対極として機能する。
【００９３】
本実施形態では、上記視差バリアの不透明な領域を決定するために、上記制御素子の液晶層１１の１つの領域中に印加される電界は、上記狭表示モードにおけるぼやけた画像の不透明な領域を決定するように、上記制御素子の液晶層１１の１つの領域中に印加される電界と再び異なる（通常より大きい）。
【００９４】
図７の実施形態は、任意の種類の模様または画像がぼやけた画像として用いられ、ディスプレイ１は、特定の１つの画像の用途に制限されないという利点を有している。この１つの利点は、図５（ｄ）に示すように、ぼやけたテキストにおける市松模様の有効性が、該市松模様の正方形の、上記テキストの文字に対する相対寸法によって決定される点である。図７の実施形態によって、上記市松模様の正方形の寸法を、画像表示層２上に表示されるテキスト画像の文字寸法を認識することに基づいて選択することができるようになる。ディスプレイ層２が主としてグラフィック画像または写真を表示している場合、さらに異なる模様を選択してもよい。さらに、プライバシーに極めて効果的な影響を与えるために、ぼやけた模様を、画像表示層２上に表示される画像の特性に基づいて選択してもよい。
【００９５】
基本的に、図２（ｂ）に示したような、第１および第２パターン電極組を有するディスプレイはぼやけた模様を提供し、これは、ディスプレイ層２上に表示されている画像の性質によって変動しうる。例えば、上記第１パターン電極組の電極１７ａ〜１７ｆが、個々にアドレス可能である場合、上記市松模様のぼやけた領域および透過性領域の寸法は、例えば上記電極を２×２のグループ、３×３のグループなどに分けることによって変動しうる。これによって、上記市松模様の正方形の寸法を、画像表示層２上に表示されるテキスト画像の文字寸法を認識することに基づいて選択できるようになる。
【００９６】
選択的に、図７の実施形態は、「動いている」ぼやけた画像を用いることを可能にする。これは、つまり時間と共に変化する、ぼやけた画像である。これは、狭視覚範囲１６外にいる観察者が、画像表示層２上に表示される画像を視認することを困難にすることによって、表示される画像のプライバシーを向上させる。
【００９７】
図７の実施形態は、例えば広告メッセージまたは情報を「ぼやけた画像」として伝達する他のメッセージを用いてもよい。
【００９８】
図７の実施形態を用いて、視差バリアの他の形態、すなわち、当業者に公知である斜めまたはぐらついた種類を提供してもよい。このようなバリアは、画像表示層２の基礎を成す画素の境目に対して、平行よりもむしろ傾いた境目を有する透過型開き（aperture）を有する。この利点は、各画像における解像度が、より均一に水平の方向と垂直の方向との間に分布している点である。上記バリアのストライプも、ユーザには見ることができない。
【００９９】
図８（ａ）は、本発明のさらなる実施形態によるディスプレイ２５の概略的な平面断面図である。ディスプレイ２５は、透過型画像表示装置７の正面に配置される制御素子８をまた含んでいる。画像表示装置７は、図２（ａ）のディスプレイの画像表示装置７に相当するので、ここでは繰り返してその説明をしないこととする。
【０１００】
制御素子８は、（例えばガラス基板である）第１透明基板９と第２透明基板１３との間に配置される電気光学材料層を含む。これは、本実施例では液晶層１１’である。液晶層１１’をアドレスするための複数の電極が、第１透明基板９と液晶層１１’との間、および、液晶層１１’と第２透明基板１３との間に設けられている。最後に、制御素子８は出口偏光子１４を含む。上記電極および配向膜に電圧を印加する制御手段のような、他の部材は、明確にするために省略した。
【０１０１】
図２（ａ）の実施形態では、制御素子８の液晶層１１は、全範囲にわたって均一な液晶配向を有していた。図８（ａ）の実施形態では、液晶層１１’は、全範囲にわたって均一な液晶配向を有していないが、パターン化された配向を有している。結果として、本実施形態は、上記液晶層内の上記視差バリアを決定するために、１組のパターン電極しか必要とせず、図２（ａ）のディスプレイ１のパターン電極組のいずれか１組は、一様な電極２６に置き換えられうる。図８（ａ）のディスプレイ２５では、均一な電極２６は、図２（ａ）のディスプレイのパターン電極１７ａ〜１７ｆの第１パターン電極組１２に取って替わる。
【０１０２】
図８（ｂ）は、一観察者の位置から見た、上記液晶層およびパターン電極１９を示す平面図である。上記制御素子の他の部材は省略している。本実施形態では、液晶層１１’はパターン化され、複数の液晶層領域２７ａ〜２７ｆに分割されている。上記液晶層領域は、行と列のマトリックス状に配置されているため、市松模様のぼやけた画像が得られる。上記液晶層はパターン化されて、ゼロを印加された電界の下の安定した液晶配向が、１つの領域と列または行において隣接する領域との間に変動する。
【０１０３】
本実施形態では、液晶層１１は、ねじれネマティック液晶材料を含む。上記ねじれネマティック液晶材料では、第１基板９に隣接する液晶分子の該第１基板への投射（projection）は、第２基板１３に隣接する液晶分子の該第２基板への投射と共に、非ゼロのツイスト角を形成する。本実施形態では、上記ツイスト角ａは、約９０度である。図８（ｂ）では、先の黒い矢印（full arrow：まっすぐな矢印）は、第１基板９に隣接する液晶分子の配向方向を示し、破線の矢印（broken arrow）は、第２基板１３に隣接する液晶分子の配向方向を示している。１つの領域１７ａの配向方向は、行において隣接している領域１７ｂ、または列において隣接している領域１７ｄの配向方向に対して１８０度であることは明らかである。これは、第１基板９に隣接する配向方向と、第２基板１３に隣接する配向方向との両方に当てはまる。
【０１０４】
上記液晶分子の少なくとも１〜２度のプレチルト（pre-tilt）において、当業者に公知であるような、コントラストが低減することが予想されうる液晶配置の縮退（degeneracy）を中断させる必要がある。従来の方法に従って、図８（ｂ）の矢印の先端はプレチルト方向を示し、そのため、上記液晶層の異なる領域が、異符号のプレチルトを有することは明らかである（つまり、上記配向方向は１つの領域から別の領域へ１８０度異なる）。
【０１０５】
図８（ｂ）は、パターン電極１０を示す図でもある。これらは、図２（ａ）の第２パターン電極１０に対応しており、ストライプ電極１９のアレイを含んでいる。上記ストライプ電極１９のアレイは、上記ディスプレイが法線方向にある場合、通常垂直に伸びるように配置されている。
【０１０６】
図８（ｂ）に示した液晶層配向を、１または複数のパターン化された配向面（図８（ｂ）には示していない）を用いることによって得ることができる。この１つのパターン化された配向面または各該パターン化された配向面によって、異なる液晶配置、従って異なる光学特性を有する領域２７ａ，２７ｂが得られるような配向を隣接液晶分子内に生じさせる。上記隣接液晶分子は、上記配向面の全範囲にわたっては一様でないが、上記配向面中に空間的に変動している。例えば、上記パターン化された配向面を、図８（ｂ）に示したようなツイストの異なる向き（orientation）を有するねじれネマティック液晶配向の領域を提供するように配置してもよい。
【０１０７】
パターン化された配向面は、任意の公知または好適な技術、例えば、ＳｉＯｘの多重蒸着（multiple evaporation）によるまたは光配向技術を用いた（配向層が研磨され、引き続き選択的にマスクされ再び研磨される）多数のラビング技術によって達成されうる。パターン化された配向面の製造は、本発明の一部を構成せず、従って詳細には記載しない。
【０１０８】
図９（ａ）ないし図９（ｃ）は、本発明の本実施形態の一般的原理を示す図である。図９（ａ）は、基本的に、図８（ｂ）に対応するが、液晶領域２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの４領域のみを示している。これらの領域のうち、領域２７ａ，２７ｃは、１つの液晶配向を有し、領域２７ｄ，２７ｂは、それと異なる液晶配向を有している。
【０１０９】
図９（ｂ）は、パターン電極組のストライプ電極１９に好適な電圧を印加することによって視差バリアを生成する工程を示す図である。上記のように、視差バリアは、上記パターン電極組の各交互のストライプ電極１９に第１電圧を印加すること、各他のストライプ電極１９に異なる第２電圧を印加すること、および均一な電極２６に上記第１電圧と上記第２電圧のうちの少なくとも１つの電圧と異なる第３電圧を印加することにより、得られる。最も容易な実施例では、上記第２電圧と上記第３電圧とは互いに等しく、両方ともゼロでありうる。
【０１１０】
図９（ｃ）は、液晶層１１’によって得ることができる「ぼやけた模様」を示す図である。これはまた、明るい領域と暗い領域とを有する。上記明るい領域は、一方の液晶配向の領域２７ａ，２７ｅに対応し、上記暗い領域は、他方の液晶配向の領域２７ｄ，２７ｂに対応している。本実施形態では、分かりにくい模様は、パターン電極を用いた場合よりもむしろ上記液晶層のパターン配向から生じている。
【０１１１】
図１０（ａ）ないし図１０（ｃ）は、本実施形態のディスプレイ２５の広表示モードを示す図である。このモードでは、パターン電極組１０のストライプ電極１９は全て、均一な電圧であるように維持されている。ねじれネマティック液晶材料の特殊な例では、上記広表示モードは、各ストライプ電極１９に電圧を印加し、一様な対極電極２６に同一の電圧を同様に印加することによって得られる。この場合、一方の液晶配向を有する領域２７ａ、および、他方の液晶配向を有する領域２７ｂは、互いにほぼ同一の光学特性を生成し、好ましくは両方とも高透過率を提供する。好ましい一実施形態では、両方の液晶配向は、光の偏光面をほぼ９０度に回転させてしまっており、制御素子８の出口偏光子１４は、ディスプレイ装置７の出口偏光子６の透過軸に垂直の透過軸を有する。
【０１１２】
図１０（ｂ）は、液晶層１１’が１つの液晶配向を有する場合の、上記広表示モードにおける、制御素子８の領域２７ｂ，２７ｄの透過率プロットを示す図であり、図１０（ｃ）は、上記広表示モードにおける、他の液晶配向を有する制御素子８の領域２７ａ，２７ｅの透過率プロットを示す図である。図に示すように、両強度プロットは、上記ディスプレイをその法線軸に沿って視ている観察者にとって高強度を示し、上記強度は、上記観察者が上記法線軸から横方向に離れて上記法線軸のいずれかの側に移動する場合も、高強度を保持する。従って、画像表示層２上に表示される画像は、図２（ａ）に示した広視野角範囲１５のような、広視野角範囲にわたって視覚可能である。
【０１１３】
図１１（ａ）は、ディスプレイ２５の狭視野モードを示す図である。このモードでは、パターン電極組１０のストライプ電極１９は全て、均一な電圧であるように再び設定されている。しかしながら、このモードにおいてストライプ電極１９に印加される電圧は十分に大きいので、上記液晶分子を再び位置づけでき、該液晶分子を異なる液晶状態にすることが可能である。
【０１１４】
図１１（ｂ）は、第１液晶配向を有する制御素子８の領域２７ｂ，２７ｄの、上記狭表示モードにおける、透過率プロットを示す図であり、図１１（ｃ）は、第２液晶配向を有する制御素子８の領域２７ａ，２７ｅの、上記狭表示モードにおける透過率プロットを示す図である。図１１（ｂ）に示すように、第１液晶配向を有する領域２７ｂ，２７ｄは、上記ディスプレイをその法線軸に沿って見ているか、または、上記法線軸の左に位置している視覚者に、明るく見えるが、上記ディスプレイの法線軸の右に位置している視覚者には、暗く見える。逆に言えば、図１１（ｃ）は、上記第２液晶配向を有する液晶層１１’の領域２７ａ，２７ｅは、上記ディスプレイを上記法線軸に沿って視ているか、または、上記法線軸の右に位置している視覚者に、明るく見えるが、上記法線軸の左に位置している視覚者に暗く見える。従って、上記ディスプレイを上記法線軸に沿って視ているか、または、図２（ａ）の視覚範囲１６のように、上記法線軸の周りの狭ビュー範囲内にいる視覚者は、画像表示層２上に表示される画像を視認することが可能である。上記制御素子の全領域は、このような視覚者にとって明るく見えるので、該視覚者はいかなる「ぼやけた画像」も見えることはない。
【０１１５】
しかしながら、上記ディスプレイを狭視野角範囲１６の外側の視野角から視る視覚者は、市松模様の「ぼやけた模様」を知覚する。上記視覚者が上記法線軸の左にいる場合、第１液晶配向の領域２７ｂ，２７ｄに対応している上記制御素子の領域は明るく見え、第２液晶配向の領域２７ａ，２７ｅに対応している上記制御素子の領域は暗く見える。その一方で、上記ディスプレイを上記法線軸の右の視野角から視ている視覚者は、上記第１液晶配向の領域を暗いと知覚し、上記第２液晶配向の領域を明るいと知覚する。どちらの場合にも上記視覚者は、上記画像表示層上に表示される画像上に重ねられた市松模様と見ることになり、上記したように、上記市松模様は画像をぼやけさせる。従って、画像表示層２上に表示される画像は、視野角の狭範囲１６内に位置する観察者にのみ視覚可能になる。
【０１１６】
図１２（ａ）ないし図１２（ｃ）は、狭視野モードにあるディスプレイ２５の動作を示す図である。図１２（ａ）は、上記狭表示モードにおける上記制御素子の透過率プロットを示す図であり、左プロットは、液晶層１１’が上記第１液晶配向を有する場合の、上記制御素子の領域を示し、右の強度プロットは、液晶層１１’が上記第２液晶配向を有する場合の、制御素子８の領域を示す。上記ディスプレイをその法線軸に沿って視ている観察者の位置は、上記強度プロット上に、「Ｘ」によって印が付けられており、図に示すように、上記制御素子の２つの領域は、上記観察者にとって、互いにほぼ同一の透過率を有している。従って、上記ディスプレイをその法線軸に沿って視ている観察者は、上記ぼやけた画像を見ずに、図１２（ｂ）の左部に示したように、画像表示層２上に表示されるオリジナル画像のみを見ることになる。これは、観察者によって見られる視野を表している。従って、画像表示層２上に表示される画像は、鮮明に見える。
【０１１７】
図１２（ｃ）は、図１２（ａ）の２つの透過率プロットに相当する、２つの透過率プロットを示す図であるが、軸外の観察者の位置は、「Ｘ」を用いて印を付けられている。図に示すように、液晶層１１’が上記第１液晶配向を有する場合の制御素子８の領域は、この観察者に暗く見え、その一方で、液晶層１１’が上記第２液晶配向を有する場合の制御素子の領域は、この観察者に明るく見える。結果として、上記観察者は、画像表示層２からの画像の上に重ねられた、市松模様の「ぼやけた画像」を知覚することになる。これは、図１２（ｂ）の右部に示されている。（図１２（ｂ）の上記右部は概ね図５（ｂ）の右部に相当するので、さらなる説明は繰り返さない。）
図１３（ａ）ないし図１３（ｃ）は、３次元モードにあるディスプレイ２５を示す。これは、第１電圧を各パターン電極組のストライプ電極１９に交互に印加することによって、異なる第２の（ゼロでありうる）電圧を各他のストライプ電極１９に印加することによって達成できる。これによって、制御素子８内に、明るくストライプ／加工された領域と、暗くストライプ／加工された領域とを交互に特定することが可能になり、従って視差バリアを生成できる。
【０１１８】
図１１（ｂ）および図１１（ｃ）のような狭表示モードを提供するために）低強度軸外を提供、または、（図１３（ｃ）のように、上記視差バリアの不透明な領域を提供するために）低強度軸上を提供する液晶状態をＴＮ液晶材料を用いて得る方法の詳細は、上記した英国特許出願第０４０８７４２．５号および対応欧州特許出願第０５１０３１９３．８号に含まれることに留意されたい。しかしながら、中程度に印加された電圧において、上記層の真ん中の上記液晶分子は、従来技術により公知であるような傾いた上記液晶の効果的な複屈折によって、液晶面に対して傾いており、その結果、透過された光の非対称角分布が生じる。完全に切り替えられたＴＮに暗い状態を設けることも、従来技術では知られている。
【０１１９】
図１３（ｂ）は、上記視差バリアの光ストライプの１つに対応する、制御素子８の領域の透過率プロットを示す図である。図に示すように、高強度は、上記ディスプレイをその法線軸に沿って見ている観察者によってだけでなく、図２（ａ）の広視野角範囲１５のような広範囲の視野角にいる観察者によっても見える。図１３（ｃ）は、制御素子８の領域の透過率プロットを示す図であり、該領域は、上記制御素子の暗い領域の１つに対応している。図に示すように、法線軸を含む広範囲の視野角にわたって、極めて低強度が得られる。従って、上記制御素子は、視差バリアとして機能し、３次元モードが得られる。
【０１２０】
本発明の実施形態を、ネマティック液晶、特にフレデリクス配向ネマティック液晶、垂直に配向されたネマティック液晶、または、ねじれネマティック液晶材料に関連して記載した。しかしながら、本発明は、これら液晶材料に限定されるものではなく、制御素子８は、他の液晶モードを含んでもよい。例えば、制御素子８は、例えばＳＴＮ液晶材料、ハイブリッド配向ネマティック液晶材料、ねじれ垂直配向ネマティック液晶材料、パイセル配向、強誘電体液晶材料などの層を含んでもよい。
【０１２１】
図８（ａ）の実施形態を、市松の「ぼやけた画像」を生成するパターン液晶層に関して記載した。しかしながら、上記実施形態はこれに限定されるものでなく、上記液晶層はパターン化され、任意の好適な「ぼやけた画像」を提供する。上記「ぼやけた画像」は、画像表示層２上に表示される画像上に重ねられる場合、観察者がこのオリジナル画像を視認することを困難にさせるか、または、不可能にさせる。例として、ディスプレイ２５の液晶層１１’をパターン化して、テキストの形、または、製造者の名前の形にぼやけた画像を生成してもよい。
【０１２２】
図１４（ａ）および図１４（ｂ）は、図８（ａ）および図２（ａ）の実施形態にとっての広視野モードの透過率の波長依存度をそれぞれ示す図である。（制御素子８の液晶層１１´がパターン配向を有する）図８（ａ）の実施形態は、その広視野モードにおいて、視覚可能な周波数帯にわたる波長に対して比較的低依存度の透過率を有しているが、（制御素子８の対極１２がパターン化されている）図２（ａ）の実施形態は、制御素子８がその広視野モードにおいて、強く波長依存した透過率を有している。図２（ａ）の実施形態における広視野モードのこの強い波長依存度は、図２（ａ）の実施形態において比較的太い液晶層を必要とするために生じており、これによって、上記パブリックモードにおいて、表示される画像に望ましくない着色（coloration）が生じる。
【０１２３】
図２（ａ）の実施形態における広視野モードの上記波長依存度は、図２（ａ）の制御素子の液晶層１１を通り抜ける光の通路に光学リターダを設けることによって、低減できる。
【０１２４】
図１４は、本発明のさらなる実施形態によるディスプレイ２８の概略的な平面断面図である。ディスプレイ２８は、透過型画像表示装置７の正面に配置された制御素子８を再び含む。この画像表示装置７は、図２（ａ）のディスプレイ１の画像表示装置７に相当するので、この説明をここでは繰り返さない。
【０１２５】
制御素子８は、電気光学材料層１１、例えば第３透明基板９と第４透明基板１３との間に配置された、例えばガラスから形成される液晶層を含む。第１パターン電極組１０および第２パターン電極組１２は、第３ガラス基板９と第４ガラス基板１３との間に設けられて、液晶層１１をアドレス可能にしている。これら電極組は、図２（ａ）の制御素子８のパターン電極組に相当するので、さらに記載しない。制御素子８は、出口偏光子１４も含む。
【０１２６】
図１４のディスプレイ２８は、広視野モードにある上記ディスプレイの着色を低減するように設けられた光学リターダ２９をさらに含む。図１４では、リターダ２９は、制御素子８内の、第４基板１３と出口偏光子１４との間に配置されている。しかしながら、上記リターダは、この位置に限定されるものではなく、該リターダを、選択的に、例えば画像表示装置７と制御素子８との間に配置してもよい。
【０１２７】
上記リターダは、その光学軸によって制御素子８の液晶層１１の配向方向に対して、ほぼ平行、または、ほぼ垂直に配置されていることが好ましい。
【０１２８】
図１６（ａ）および図１６（ｂ）は、図１５の実施形態によって提供される改良点を示す図である。図１６（ａ）は、制御素子８の液晶層１１がＥＣＢ液晶層である場合の、図２（ａ）の実施形態によるディスプレイについての広視野モードの透過率の波長依存度を示している。上記のように、上記広視野モードにおける透過率は、強く波長依存している。
【０１２９】
図１６（ｂ）は、再び制御素子８の液晶層１１がＥＣＢ液晶層である場合の、図１５の実施形態によるディスプレイについての広視野モードの透過率の波長依存度を示す図である。図に示すように、リターダ２９を設けることによって、上記広視野モードにおける透過率の波長依存度が大幅に低減した。
【０１３０】
図１６（ａ）および図１６（ｂ）は、上記制御素子がＥＣＢ液晶層を有する場合のディスプレイの透過率を示しており、上記制御素子が、例えばＶＡＮ液晶層を有する場合のディスプレイでも、同様の結果が得られる。
【０１３１】
本発明の好ましい実施形態を、３次元表示モードにおいて動作可能なディスプレイに関連して記載した。しかしながら、本発明は、多視方向表示モードとしての３次元表示モードの用途に限定されるものでなく、本発明のディスプレイは、選択的に、デュアルビューモードにおいても動作可能である。
【０１３２】
本発明の好ましい実施形態を、透過型画像表示装置７を組み込んでいるディスプレイに関連して記載した。本発明は、透過型画像表示装置７に限定されるものでなく、本発明のディスプレイは、放射性画像表示装置、反射型画像表示装置または反射透過型（transflective）ディスプレイ装置を有してもよい。
【０１３３】
透過型画像表示装置を有するディスプレイの場合、制御素子８を上記画像表示装置の正面（つまり、上記画像表示装置と観察者との間）に配置してもよいし、または制御素子８を上記画像表示装置の裏面（つまり、バックライトと上記画像表示装置との間）に配置してもよい。放射性画像表示装置または反射型画像表示装置を有するディスプレイの場合では、制御素子８を上記画像表示装置から観察者までの光路に配置することが必要である。
【０１３４】
本明細書に記載した実施形態のうちのいずれか任意の実施形態を、上記ディスプレイが上記プライベートモードまたは狭視野角モードにあることをユーザに通知するように構成してもよい。例えば、画像またはアイコンを表示させて、上記ディスプレイは上記プライベートモードにあることを示すようにするソフトウェアに、この構成を設けてもよい。例えば、上記アイコンは、表示される画像上の上記ディスプレイの画面下部に重ねられ、「プライベート」という文字を含んでもよい。あるいは、この機能を上記画像ディスプレイまたは追加構成に設けて、上記ディスプレイが上記プライベートモードに切り替えられる場合に、上記追加構成の上記画像ディスプレイの一部を始動させることによって適切なアイコンを表示させてもよい。
【０１３５】
本明細書に記載したディスプレイを組み合わせてもよいし、または、上記ディスプレイを自動的に上記プライベートモードに切り替える装置または構成に関連して提供してもよい（表示される画像の内容がプライベートモードに適した種類の内容である場合）。例えば、上記ディスプレイをインターネットのページを見るために用いる場合、つまり、上記インターネットのページに関連した任意の上記ソフトウェアのフラグを用いる場合、これが上記プライベートモードにおいて動作するように、上記ディスプレイをトリガしてもよい。このような応用の一実施例は、ブラウザが安全に暗号化されたモードにおいて動作している場合、例えば個人の銀行情報を見る場合、または安全な取引が行われている場合である。
【０１３６】
上記ディスプレイがデータ入力のためのディスプレイの一部であるか、またはデータエントリのためのディスプレイと連携している場合、および入力されるかまたは入力されようとしているデータの種類が上記プライベート表示モードを必要としているような場合、上記ディスプレイを上記プライベートモードに切り替えることができるように配置することも可能である。例えば、暗証番号（「ＰＩＮ」）を入力することによって、自動的に、上記ディスプレイが上記プライベートモードに切り替わるようにできる。このような構成を、例えば、小売業の店舗において「チップとピン（chip and pin）」技術と共に用いてもよい。
【０１３７】
上記の多数の実施形態では、狭視野角範囲は、その二等分線が上記ディスプレイの法線軸に対して平行、またはほぼ平行であった。しかしながら、いくつかの応用では、上記狭視野角範囲は、その二等分線が上記ディスプレイの法線軸に対して平行でないことが望ましい場合もある。この特徴は、上記ディスプレイの自動車への適用、例えば車両のダッシュボードにおいて用いる場合に望まれる。このような構成を用いて、上記狭視野角モードにおいて、乗員または運転者が表示される画像を見ることができないようにしてもよい。これは、例えば、図２（ａ）に示した上記狭視野角範囲の二等分線が上記ディスプレイの法線軸に対して平行でない、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示したようなディスプレイを用いることによって達成できる。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
上記下ディスプレイは、周囲光センサを含んでもよく、上記周囲光センサからの出力によって、周囲光のレベルがあらかじめ設定された閾値より低下したことが示される場合に、上記ディスプレイを上記プライベートモードに切り替えることができるように配置してもよい。例えば、これは、車両内のディスプレイにおいて利用できる。これは、上記ディスプレイの視野角が、上記ディスプレイのフロントガラスおよび窓への反射を低減するために制御できるからである。その結果、例えば夜間または低照明状態において上記視野角を低減することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】従来技術のルーバー構造の概略的な断面図である。
【図２（ａ）】本発明の第１実施形態によるディスプレイを説明している断面図である。
【図２（ｂ）】本発明の第１実施形態によるディスプレイを説明している透視図である。
【図３（ａ）】図２（ａ）のディスプレイの広表示モードを示す図である。
【図３（ｂ）】図２（ａ）のディスプレイの広表示モードを示す図である。
【図３（ｃ）】図２（ａ）のディスプレイの広表示モードを示す図である。
【図４（ａ）】図２（ａ）のディスプレイの狭表示モードを示す図である。
【図４（ｂ）】図２（ａ）のディスプレイの狭表示モードを示す図である。
【図４（ｃ）】図２（ａ）のディスプレイの狭表示モードを示す図である。
【図４（ｄ）】図２（ａ）のディスプレイの狭表示モードを示す図である。
【図５（ａ）】図２（ａ）のディスプレイの狭表示モードをさらに示す図である。
【図５（ｂ）】図２（ａ）のディスプレイの狭表示モードをさらに示す図である。
【図５（ｃ）】図２（ａ）のディスプレイの狭表示モードをさらに示す図である。
【図６（ａ）】図２（ａ）のディスプレイの方向表示モードを示す図である。
【図６（ｂ）】図２（ａ）のディスプレイの方向表示モードを示す図である。
【図６（ｃ）】図２（ａ）のディスプレイの方向表示モードを示す図である。
【図６（ｄ）】図２（ａ）のディスプレイの方向表示モードを示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態によるディスプレイの概略的な部分投影図である。
【図８（ａ）】本発明のさらなる実施形態によるディスプレイの平面断面図である。
【図８（ｂ）】図８（ａ）のディスプレイの透視図である。
【図９（ａ）】図８（ａ）のディスプレイの機能を示す図である。
【図９（ｂ）】図８（ａ）のディスプレイの機能を示す図である。
【図９（ｃ）】図８（ａ）のディスプレイの機能を示す図である。
【図１０（ａ）】図８（ａ）のディスプレイの広表示モードを示す図である。
【図１０（ｂ）】図８（ａ）のディスプレイの広表示モードを示す図である。
【図１０（ｃ）】図８（ａ）のディスプレイの広表示モードを示す図である。
【図１１（ａ）】図８（ａ）のディスプレイの狭表示モードを示す図である。
【図１１（ｂ）】図８（ａ）のディスプレイの狭表示モードを示す図である。
【図１１（ｃ）】図８（ａ）のディスプレイの狭表示モードを示す図である。
【図１２（ａ）】図８（ａ）のディスプレイの狭視野モードをさらに示す図である。
【図１２（ｂ）】図８（ａ）のディスプレイの狭視野モードをさらに示す図である。
【図１２（ｃ）】図８（ａ）のディスプレイの狭視野モードをさらに示す図である。
【図１３（ａ）】図８（ａ）のディスプレイの方向性表示モードを示す図である。
【図１３（ｂ）】図８（ａ）のディスプレイの方向性表示モードを示す図である。
【図１３（ｃ）】図８（ａ）のディスプレイの方向性表示モードを示す図である。
【図１４（ａ）】図８（ａ）および図２（ａ）のディスプレイにとっての、パブリック表示モードの透過率への波長依存度を示す図である。
【図１４（ｂ）】図８（ａ）および図２（ａ）のディスプレイにとっての、パブリック表示モードの透過率への波長依存度を示す図である。
【図１５】本発明のさらなる実施形態によるディスプレイの平面断面図である。
【図１６（ａ）】図２（ａ）および図１５のディスプレイにとっての、パブリック表示モードの透過率への波長依存度を、それぞれ示す図である。
【図１６（ｂ）】図２（ａ）および図１５のディスプレイにとっての、パブリック表示モードの透過率への波長依存度を、それぞれ示す図である。
【図１】
2008545994.tif 000003
【図２（ａ）】
2008545994.tif 000004
【図２（ｂ）】
2008545994.tif 000005
【図３（ａ）】
2008545994.tif 000006
【図３（ｂ）】
2008545994.tif 000007
【図３（ｃ）】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図４（ｃ）】
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【図４（ｄ）】
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【図５（ａ）】
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【図５（ｂ）】
2008545994.tif 000014
【図５（ｃ）】
2008545994.tif 000015
【図６（ａ）】
2008545994.tif 000016
【図６（ｂ）】
2008545994.tif 000017
【図６（ｃ）】
2008545994.tif 000018
【図６（ｄ）】
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【図７】
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【図８（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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【図９（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図９（ｃ）】
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【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
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【図１０（ｃ）】
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【図１１（ａ）】
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【図１１（ｂ）】
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【図１１（ｃ）】
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【図１２（ａ）】
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【図１２（ｂ）】
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【図１２（ｃ）】
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【図１３（ａ）】
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【図１３（ｂ）】
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【図１３（ｃ）】
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【図１４（ａ）】
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【図１４（ｂ）】
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【図１５】
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【図１６（ａ）】
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【図１６（ｂ）】
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【国際調査報告】
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