(57)【要約】【課題】狭視野角モードにおいて視野角が広がることなく、干渉縞の発生を防止し、画質が向上するディスプレイおよびそれに用いられる視野角制御装置を提供する。【解決手段】表示すべき画像に応じて駆動される表示用液晶パネル１と、表示用液晶パネル１の視野角を制御する視野角制御用液晶パネル２とを備えた液晶ディスプレイ１００であって、観察者側より、視野角制御用液晶パネル２、片面または両面が複数の凸凹で形成されているＡＧフィルム４、表示用液晶パネル１の順に配置され、視野角制御用液晶パネル２は、一対の透光性基板間に液晶層を有する液晶セル２１と、液晶層へ電圧を印加する駆動回路とを有し、駆動回路が、視野角制御用液晶パネル２の液晶層の液晶分子の配列状態を変化させることにより、表示状態を広視野角と狭視野角との間で切替える。【選択図】図１
2008139583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示すべき画像に応じて駆動される表示装置と、
前記表示装置の視野角を制御する視野角制御装置とを備えたディスプレイであって、
観察者側より、前記視野角制御装置、片面または両面が複数の凸凹で形成されている光学フィルム、前記表示装置の順に配置され、
前記視野角制御装置は、一対の透光性基板間に液晶層を有する液晶セルと、前記液晶層へ電圧を印加する駆動回路とを有し、
前記駆動回路が、前記視野角制御装置の液晶層の液晶分子の配列状態を変化させることにより、表示状態を、第１の視野角範囲を提供する第１の状態と、第１の視野角範囲内にあり第１の視野角範囲よりも狭い第２の視野角範囲を提供する第２の状態との間で切替え可能とすることを特徴とするディスプレイ。
【請求項２】
前記液晶セルは、当該ディスプレイ内に配置された２枚の偏光板の間に位置し、
前記２枚の偏光板のうち１枚が、前記表示装置の前面に設けられた偏光板であり、
前記光学フィルムは、前記表示装置の前面に設けられた偏光板の前面に設けられている、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項３】
前記表示装置が透過型液晶表示装置であり、バックライトをさらに備えた、請求項１または２に記載のディスプレイ。
【請求項４】
前記表示装置が、前記バックライトの前面に配置された、請求項３に記載のディスプレイ。
【請求項５】
前記表示装置が、反射型液晶表示装置または半透過型液晶表示装置である、請求項１または２に記載のディスプレイ。
【請求項６】
前記表示装置が、自発光型表示装置である、請求項１または２に記載のディスプレイ。
【請求項７】
表示すべき画像に応じて駆動される表示装置の前面に配置され、前記表示装置の視野角を制御するために用いられる視野角制御装置であって、
一対の透光性基板間に液晶層を有する液晶セルと、
前記液晶層へ電圧を印加する駆動回路とを備え、
前記視野角制御装置の背面に、片面または両面が複数の凸凹で形成されている光学フィルムが備えられており、
前記駆動回路が、前記液晶層の液晶分子の配列状態を変化させることにより、光の出射範囲を、第１の視野角範囲と、第１の視野角範囲内にあり第１の視野角範囲よりも狭い第２の視野角範囲との間で切替え可能とすることを特徴とする視野角制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイの視野角を広視野角と狭視野角との間で切替えられる視野角制御装置と、それを用いたディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイは、従来一般的には、どの視角から見ても鮮明な画像を見ることができるように、可能な限り広い視野角を有することが求められている。特に、最近広く普及している液晶ディスプレイは、液晶そのものが視角依存性を有することから、広視野角を実現するために、様々な技術開発がなされてきた。しかしながら、使用環境によっては、使用者本人にしか表示内容が視認できないよう、視野角が狭い方が好都合であることもある。特に、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話やＰＤＡなどの携帯型情報端末などは、電車内などの不特定多数の人間が存在し得る場所で使用される可能性も高い。そのような使用環境においては、機密保持やプライバシー保護などの観点から、近傍の他人から表示内容を覗かれたくないので、ディスプレイの視野角が狭いことが望ましい。このように、近年、１台のディスプレイの視野角を、使用状況に応じて広視野角と狭視野角との間で切り替えたいという要求が高まっている。なお、この要求は、液晶ディスプレイに限らず、任意のディスプレイに関して共通の課題である。
【０００３】
このような課題に対して、従来、画像を表示する表示装置に加えて、どの方向からでも表示装置の表示画像を視認できる広視野角モードと、特定の方向からのみ表示装置の表示画像を視認できる狭視野角モードとの電気的に切り替え可能な視野角制御装置を備えたディスプレイが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１には、表示装置の前面あるいは背面に、両面テープなどの接着手段により固定される視野角制御装置を備えたディスプレイが開示されている。すなわち、表示装置または視野角制御装置の周辺部に両面テープなどの接着手段が配設され、表示装置と視野角制御装置とが接着手段により固定されているディスプレイが開示されている。
【０００５】
なお、特許文献２には、表示装置とタッチパネルとの間に、粗面化されているフィルムを挟むことにより、干渉縞を防止する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−６４８８２号公報
【特許文献２】特開平３−１２００３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のディスプレイでは、表示装置または視野角制御装置の周辺部に接着手段が配設され、表示装置と視野角制御装置とが接着手段により固定されているので、中心部がたわんでしまい、光の干渉による同心円状の干渉縞（ニュートンリングと称される）が発生し、画質が低下するという問題を生じる。
【０００７】
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、観察者側より、視野角制御装置、片面または両面が複数の凸凹で形成されている光学フィルム、表示装置の順に配置することより、狭視野角モードにおいて視野角が広がることなく、干渉縞の発生を防止し、画質が向上するディスプレイおよびそれに用いられる視野角制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明にかかるディスプレイは、表示すべき画像に応じて駆動される表示装置と、前記表示装置の視野角を制御する視野角制御装置とを備えたディスプレイであって、観察者側より、少なくとも、前記視野角制御装置、片面または両面が複数の凸凹で形成されている光学フィルム、前記表示装置の順に配置され、前記視野角制御装置は、一対の透光性基板間に液晶層を有する液晶セルと、前記液晶層へ電圧を印加する駆動回路とを有し、前記駆動回路が、前記視野角制御装置の液晶層の液晶分子の配列状態を変化させることにより、表示状態を、第１の視野角範囲を提供する第１の状態と、第１の視野角範囲内にあり第１の視野角範囲よりも狭い第２の視野角範囲を提供する第２の状態との間で切替え可能とすることを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、観察者側より、視野角制御装置、片面または両面が複数の凸凹で形成されている光学フィルム、表示装置の順に配置されているので、表示装置から観察者側へ出射する光や、視野角制御装置から表示装置側へ入射する光が散乱される。これにより、表示装置から観察者側へ出射する光と視野角制御装置から表示装置側へ入射する光との干渉による干渉縞の発生を防止することができる。また、上記の構成によれば、観察者側より、視野角制御装置、光学フィルム、表示装置の順に配置されている。一方、仮に、上記と逆に、観察者側より、表示装置、光学フィルム、視野角制御装置の順に配置されているものとする。すなわち、視野角制御装置の前面に光学フィルムが備えられているものとすると、視野角制御装置から観察者側へ出射する光が視野角制御装置の前面にて散乱される。視野角制御装置の前面にて光が散乱するので、第２の状態（狭視野角）における斜め方向から見た遮蔽特性が低下し、斜め方向から見た場合の視野角制御用液晶パネルのコントラストが低下する。このように、本発明にかかる上記の構成によれば、観察者側より、視野角制御装置、光学フィルム、表示装置の順に配置されているので、表示装置から観察者側へ出射する光が視野角制御装置の背面にて散乱される。視野角制御装置の背面にて光が散乱するので、コントラストが低下しない。この結果、第２の状態（狭視野角）において視野角が広がることなく、干渉縞の発生を防止し、ディスプレイの画質を向上することができる。なお、斜め方向から見た場合の視野角制御用液晶パネルのコントラストとは、斜め方向において、第１の状態（広視野角）における透過率と、第２の状態（狭視野角）における透過率との比で表される。このコントラストが高いほど、視野角制御用液晶パネルとして、第１の状態（広視野角）での斜め方向への良好な視認特性と、第２の状態（狭視野角）での斜め方向への高い遮蔽特性とを有する。つまり、視野角制御用液晶パネルのコントラストが高いほど、視野角制御用液晶パネルとして好ましい特性を有する。
【００１０】
なお、観察者側より、視野角制御装置、光学フィルム、表示装置の順に配置されていれば、視野角制御装置と光学フィルムとの間、または、光学フィルムと表示装置との間には、任意の部材が備えられていても良い。
【００１１】
本発明にかかるディスプレイにおいて、前記液晶セルは、当該ディスプレイ内に配置された２枚の偏光板の間に位置し、前記２枚の偏光板のうち１枚が、前記表示装置の前面に設けられた偏光板であり、前記光学フィルムは、前記表示装置の前面に設けられた偏光板の前面に設けられている態様とするのが好ましい。
【００１２】
本発明にかかるディスプレイにおいて、前記表示装置が透過型液晶表示装置であり、バックライトをさらに備えた態様とするのが好ましい。例えば、前記表示装置が、前記バックライトの前面に配置された構成とすることができる。あるいは、前記表示装置が、反射型液晶表示装置または半透過型液晶表示装置である態様とするのが好ましい。または、前記表示装置が、自発光型表示装置である構成であっても良い。
【００１３】
また、上記の目的を達成するために、本発明にかかる視野角制御装置は、表示すべき画像に応じて駆動される表示装置の前面に配置され、前記表示装置の視野角を制御するために用いられる視野角制御装置であって、一対の透光性基板間に液晶層を有する液晶セルと、前記液晶層へ電圧を印加する駆動回路とを備え、前記視野角制御装置の背面に、片面または両面が複数の凸凹で形成されている光学フィルムが備えられており、前記駆動回路が、前記液晶層の液晶分子の配列状態を変化させることにより、光の出射範囲を、第１の視野角範囲と、第１の視野角範囲内にあり第１の視野角範囲よりも狭い第２の視野角範囲との間で切替え可能とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明のディスプレイおよびそれに用いられる視野角制御装置は、観察者側より、視野角制御装置、片面または両面が複数の凸凹で形成されている光学フィルム、表示装置の順に配置することより、狭視野角モードにおいて視野角が広がることなく、干渉縞の発生を防止し、画質が向上するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の一実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本発明に係る液晶ディスプレイは、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率などを忠実に表したものではない。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態にかかる液晶ディスプレイ１００の概略構成を示す断面模式図である。図１に示すように、液晶ディスプレイ１００は、画像を表示する表示用液晶パネル（表示装置）１と視野角制御用液晶パネル（視野角制御装置）２との２枚の液晶パネルを備えている。視野角制御用液晶パネル２は、表示用液晶パネル１の前面（観察者３０側）に配置されている。本実施形態における表示用液晶パネル１は透過型であり、光源としてバックライト３が用いられる。また、表示用液晶パネル１と視野角制御用液晶パネル２との間に、アンチグレアフィルム（以下、「ＡＧフィルム」と称する）４が備えられている。さらに、表示用液晶パネル１と視野角制御用液晶パネル２とが、ＡＧフィルム４を挟んで両面テープなどの接着手段５により固定されている。なお、表示用液晶パネル１と視野角制御用液晶パネル２とが固定できれば、接着手段５は任意である。
【００１７】
液晶ディスプレイ１００は、視野角制御用液晶パネル２における液晶をスイッチング動作させることにより、表示用液晶パネル１の画像が視認できる視野角が広い状態（広視野角）と、表示用液晶パネル１の画像が視認できる視野角が狭い状態（狭視野角）との間で、表示状態を切替えることができる。狭視野角は、他人に表示用液晶パネル１の画像を見られたくない場合に特に好適に用いられ、広視野角は、それ以外の通常の使用時や、表示用液晶パネル１の画像を複数人で同時に見たい場合などに好適に用いられる。
【００１８】
表示用液晶パネル１は、一対の透光性基板間に液晶を狭持した液晶セル１１と、液晶セル１１の前面および背面に設けられた偏光板１２，１３とを備えている。液晶セル１１の液晶モードやセル構造は任意である。また、表示用液晶パネル１の駆動モードも任意である。すなわち、表示用液晶パネル１としては、文字あるいは動画を表示できる任意の液晶パネルを用いることができる。したがって、図１においては表示用液晶パネル１の詳細な構造を図示せず、その説明も省略する。また、表示用液晶パネル１は、カラー表示可能なパネルであっても良いし、モノクロ表示専用のパネルであっても良い。さらに、バックライト３の構成にも何ら限定がなく、公知の任意のバックライトを用いることができるので、バックライト３の詳細な構造の図示および説明も省略する。なお、表示用液晶パネル１が反射型液晶パネルである場合は、バックライトは不要である。
【００１９】
視野角制御用液晶パネル２は、一対の透光性基板間に液晶層を狭持した液晶セル２１と、液晶セル２１の前面に設けられた偏光板２２とを備えている。
【００２０】
ここで、図２を参照しながら、視野角制御用液晶パネル２の詳細な構成について説明する。
【００２１】
図２に示すように、視野角制御用液晶パネル２の液晶セル２１は、一対の透光性基板２１０ａ，２１０ｂと、透明電極２１１ａ，２１１ｂと、配向膜２１２ａ，２１２ｂと、液晶層２１３とを備えている。また、視野角制御用液晶パネル２は、液晶セル２１の透明電極２１１ａ，２１１ｂ間の電圧を制御する駆動回路２３をさらに備えている。
【００２２】
液晶セル２１において、配向膜２１２ａは垂直配向膜であり、配向膜２１２ｂは水平配向膜である。すなわち、液晶層２１３の液晶分子は、電圧が印加されない状態において、配向膜２１２ａとの界面近傍では、分子長軸が前記界面に対しておよそ７０°〜９０°の角度をなすよう配列し、配向膜２１２ｂとの界面近傍では、分子長軸が前記界面に対してほぼ０°〜３０°の角度をなすよう配列している。なお、図２では、表示用液晶パネル１側の配向膜２１２ｂを水平配向膜とし、もう一方の配向膜２１２ａを垂直配向膜とした構成を例示したが、これとは逆に、表示用液晶パネル１側の配向膜２１２ｂを垂直配向膜とし、配向膜２１２ａを水平配向膜とした構成であっても良い。
【００２３】
透明電極２１１ａ，２１１ｂは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を用いて形成されている。なお、表示用液晶パネル１は、表示単位（画素単位またはセグメント単位）で液晶を駆動させることが必要であるので、表示単位に応じた電極構造を有しているが、視野角制御用液晶パネル２は、電極構造に関しては制限がない。例えば、表示面全体で一様なスイッチングを行うために、透光性基板２１０ａ，２１０ｂの全面に一様な透明電極が形成された構成としても良いし、狭視野角モードとした場合にロゴや固有のパターンが表示されるような電極構造を採用しても良い。
【００２４】
配向膜２１２ａ，２１２ｂのぞれぞれには、ラビング処理がなされている。図３は、配向膜２１２ａ，２１２ｂに対するラビング処理の方向と、偏光板１２，２２の偏向透過軸の方向との関係を示す模式図である。本実施形態では、図３の紙面に対する法線方向をｚ方向とし、配向膜２１２ａ，２１２ｂおよび偏光板１２，２２の表面に平行な平面をｘｙ平面とする。また、ラビング方向に平行な方向をｙ方向とする。図３に示すように、視野角制御用液晶パネル２の配向膜２１２ａ，２１２ｂに対するラビング処理の方向は、互いに平行かつ逆向き（アンチパラレル）である。ただし、視野角制御用液晶パネル２の配向膜２１２ａ，２１２ｂに対するラビング処理の方向は、互いに平行かつ同じ向き（パラレル）であっても良い。
【００２５】
また、図３に示すように、偏光板１２，２２は、直線偏光板であり、それぞれの偏光透過軸がほぼ平行になり、かつ、偏光透過軸が配向膜２１２ａ，２１２ｂのラビング方向とほぼ直交するように配置されている。
【００２６】
なお、上記では、偏光板１２，２２の偏光透過軸と、配向膜２１２ａ，２１２ｂのラビング方向とがほぼ直交している構成を例示したが、視野角制御用液晶パネル２においては、偏光板１２，２２の偏光透過軸と、配向膜２１２ａ，２１２ｂのラビング方向とがほぼ平行であっても良い。ただし、偏光板１２，２２の偏光透過軸と、配向膜２１２ａ，２１２ｂのラビング方向とがほぼ直交している構成の方が、遮蔽特性が向上する点において好ましい。
【００２７】
液晶層２１３の材料としては、ポジ型のネマティック液晶が用いられる。液晶層２１３へ電圧が印加されない状態では、液晶層２１３の液晶分子は、図４（ａ）に示すように、配向膜２１２ａ（垂直配向膜）との界面近傍では、当該界面に対して分子長軸がほぼ垂直となり、配向膜２１２ｂ（水平配向膜）との界面近傍では、当該界面に対して分子長軸がほぼ水平となり、これらの界面の間で分子長軸の方向が漸次的に変化した状態に配列する。なお、ラビング処理によって、配向膜２１２ａ，２１２ｂとの界面に対してプレチルト角Ｐa、Ｐbがそれぞれ生じる。
【００２８】
駆動回路２３により液晶層２１３へ所定の電圧Ｖａが印加されると、液晶層２１３の液晶分子は、図４（ｂ）に示すように、ラビング方向に平行な面（ｙｚ平面）内で、分子長軸を電界の向きに揃えるように旋回する。なお、配向膜２１２ａ，２１２ｂの界面近傍では、配向膜のアンカリング強度が大きいので、液晶分子の向きはあまり変化せず、プレチルト角が保たれている。
【００２９】
図５（ａ）および図５（ｂ）は、駆動回路２３が、液晶層２１３への印加電圧を０Ｖ（図４（ａ）の状態）と所定電圧Ｖａ（図４（ｂ）の状態）とで切り替えた場合の、視野角制御用液晶パネル２の透過率を示すチャートである。なお、図５（ａ）および図５（ｂ）は、液晶層２１３のリタデーションを１５００ｎｍとして測定を行った。
【００３０】
なお、本実施形態では、視野角制御用液晶パネル２のパネル面に対する、ある視点からの視角を、パネル面中央を基準とした方位角φおよび仰角θによって表す。図６は、方位角φおよび仰角θの定義を示す説明図である。図６に示すように、方位角φとは、視点からパネル面へ下ろした垂線の足と、パネル面の中央とを結ぶ線の回転角である。図６の例では、パネル面をｘｙ平面とすると、パネル面中央を基準とする方位角φは、ｘ軸の正方向を０°として、ｚ軸方向上側から見た場合に反時計回りに増加するものとする。また、仰角θは、視点とパネル面の中央とを結ぶ線とｚ軸がなす角度である。
【００３１】
図５（ａ）に示すように、電圧無印加時には、液晶ディスプレイ１００の画面に対して、方位角０°および１８０°の視角から見た場合、およそ６０°の仰角まで、十分な輝度が得られるので、表示用液晶パネル１の表示内容が視認できる。一方、図５（ｂ）に示すように、電圧Ｖａの印加時には、図５（ａ）に示す電圧無印加時よりも、方位角０°および１８０°の視角から見た場合、十分な輝度が得られる仰角の範囲が、およそ３０°までであることが分かる。したがって、液晶ディスプレイ１００において、視野角制御用液晶パネル２の液晶層２１３への印加電圧を０Ｖとすれば、表示用液晶パネル１の表示内容を比較的広い範囲から視認できる広視野角モードが実現でき、印加電圧を所定電圧Ｖａとすれば、表示用液晶パネル１の表示内容を視認できる範囲を、仰角０°を中心とした比較的狭い範囲に制限した狭視野角モードが実現できる。なお、印加電圧Ｖａは、約１．０Ｖ〜４．０Ｖ程度である。また、図５（ａ）において、Ｌ1〜Ｌ5は、輝度が、５０ｃｄ／m2、１００ｃｄ／m2、２００ｃｄ／m2、３００ｃｄ／m2、４００ｃｄ／m2の視角の分布を示す等位線である。さらに、図５（ｂ）において、Ｌ11〜Ｌ15は、輝度が、５０ｃｄ／m2、１００ｃｄ／m2、２００ｃｄ／m2、３００ｃｄ／m2、４００ｃｄ／m2の視角の分布を示す等位線である。
【００３２】
ＡＧフィルム（光学フィルム）４は、表示用液晶パネル１の偏光板１２の前面に備えられており、片面または両面が複数の凸凹で形成されている光学フィルムである。図７（ａ）は、ＡＧフィルム４の片面が複数の凸凹で形成されている一例を示す断面模式図、図７（ｂ）は、ＡＧフィルム４の両面が複数の凸凹で形成されている一例を示す断面模式図である。図７に示すように、ＡＧフィルム４は、片面または両面が複数の凸凹で形成されているので、表示用液晶パネル１から観察者３０側へ出射する光や、視野角制御用液晶パネル２から表示用液晶パネル１側へ入射する光が散乱（拡散）される。これにより、表示用液晶パネル１から観察者３０側へ出射する光と、視野角制御用液晶パネル２から表示用液晶パネル１側へ入射する光との干渉による干渉縞の発生を防止することができる。なお、ＡＧフィルム４は、例えば、サンドプラスト方式やエンボス加工方式などによる粗面化方式、透明微粒子の配合方式、コーティングなどの任意の方式を用い、透明フィルムに微細な凸凹を付与することにより形成することができる。また、ＡＧフィルム４に形成されている複数の凸凹は、ランダムに形成されていても良いし、一定の規則に従って形成されていても良い。さらに、ＡＧフィルム４に形成されている複数の凸凹の間隔や凸凹の高低差などは任意である。
【００３３】
ところで、上記では、偏光板１２の前面にＡＧフィルム４が備えられている例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、偏光板１２の片面または両面に複数の凸凹を形成し、偏光板１２において、表示用液晶パネル１から観察者３０側へ出射する光や、視野角制御用液晶パネル２から表示用液晶パネル１側へ入射する光を散乱させるようにしても良い。このような場合は、偏光板１２が、特許請求の範囲に記載の光学フィルムに相当する。
【００３４】
ＡＧフィルム４は、上記のように、光を散乱する機能（拡散機能）を有している。この拡散機能は、ＡＧフィルム４の光学的な特性に依存する。ＡＧフィルム４の光学的な特性を示す物性値の１つとして、ヘイズ（Ｈａｚｅ）値がある。ヘイズ値は、ＡＧフィルム４に光を照射したときの全透過光に対する拡散透過光の割合で表される。すなわち、ＡＧフィルム４は、ヘイズ値が高いほど拡散機能が強い。なお、本実施形態における液晶ディスプレイ１００は、ヘイズ値が７．５〜５０％であるＡＧフィルム４が用いられている。
【００３５】
図８は、ＡＧフィルム４のヘイズ値を０％，７．５％，１１％，１２％，２０％，２５％，３０％，４０％，４４％，６０％，７０％，８０％のそれぞれに設定した場合の、本実施形態（図１０）および比較例１（図１１）における視野角制御用液晶パネルのコントラストの測定結果を表で示した説明図である。図９は、図８の測定結果をグラフで示した説明図である。なお、図９に示す◇印は、本実施形態における視野角制御用液晶パネルのコントラストの測定結果を示す。図９に示す□印は、比較例１における視野角制御用液晶パネルのコントラストの測定結果を示す。
【００３６】
図１０は、本実施形態における視野角制御用液晶パネル２のコントラストの測定方法を示す断面模式図である。図１１は、比較例１として示すものであり、視野角制御用液晶パネル８０の前面にＡＧフィルム４を備えた構成における、視野角制御用液晶パネル８０のコントラストの測定方法を示す断面模式図である。図１２は、比較例２として示すものであり、視野角制御用液晶パネル９０にＡＧフィルム４を備えない構成における、視野角制御用液晶パネル９０のコントラストの測定方法を示す断面模式図である。
【００３７】
ここで、コントラストとは、斜め方向において、電圧無印加時（広視野角モード）における視野角制御用液晶パネルの透過率と、所定電圧Ｖａ印加時（狭視野角モード）における視野角制御用液晶パネルの透過率との比で表す。すなわち、斜め方向から見た場合の視野角制御用液晶パネルのコントラストが高いほど、視野角制御用液晶パネルとして高い遮蔽特性を有する。つまり、視野角制御用液晶パネルのコントラストが高いほど、視野角制御用液晶パネルとして好ましい特性を有する。
【００３８】
本実施形態において、図１０〜図１２に示すように、バックライトのような拡散光源５０から視野角制御用液晶パネル２，８０，９０に光を照射し、視野角制御用液晶パネル２，８０，９０から出射される光を受光部５１が受光することにより、視野角制御用液晶パネル２，８０，９０のコントラストを測定した。具体的には、視野角制御用液晶パネル２，８０，９０の駆動回路２３が、液晶層２１３への印加電圧を０Ｖと所定電圧Ｖａとで切り替えることにより、視野角制御用液晶パネル２，８０，９０のコントラストを測定した。本実施形態においては、仰角θ＝４５°とし、視野角制御用液晶パネル２，８０，９０の前面および背面に偏光板２２，２４を備えて測定した。
【００３９】
図９に示す◇印のように、本実施形態における視野角制御用液晶パネル２の場合（図１０に示す場合）には、ＡＧフィルム４のヘイズ値に関わらず、視野角制御用液晶パネル２のコントラストはおおむね２２〜２４．５となった。一方、図９に示す□印のように、比較例１における視野角制御用液晶パネル８０の場合（図１１に示す場合）には、ＡＧフィルム４のヘイズ値が高くなるほど、視野角制御用液晶パネル２のコントラストは低下した。
【００４０】
ところで、比較例２における視野角制御用液晶パネル９０の場合（図１２に示す場合）には、視野角制御用液晶パネル９０のコントラストは２３．０となった。これにより、本実施形態における視野角制御用液晶パネル２の場合は、比較例２における視野角制御用液晶パネル９０の場合とほぼ同等の、良好な遮光特性が得られた。一方、比較例１における視野角制御用液晶パネル８０の場合は、比較例２における視野角制御用液晶パネル９０の場合と比較して、ＡＧフィルム４のヘイズ値が高くなるほど、視野角制御用液晶パネル８０のコントラストが低下した。
【００４１】
ここで、本実施形態における視野角制御用液晶パネル２の場合には、視野角制御用液晶パネル２のコントラストが低下せずに、比較例１における視野角制御用液晶パネル８０の場合には、視野角制御用液晶パネル８０のコントラストが低下する原理について説明する。
【００４２】
本実施形態における視野角制御用液晶パネル２の場合、図１３に示すように、拡散光源５０から視野角制御用液晶パネル２に照射される光は、視野角制御用液晶パネル２の背面に備えられているＡＧフィルム４によって拡散される。ＡＧフィルム４によって拡散された光は、視野角制御用液晶パネル２に入射するが、視野角制御用液晶パネル２の偏光板２２においては拡散しない。このため、受光部５１は、ＡＧフィルム４によって拡散された光を受光せずに、視野角制御用液晶パネル２から出射された光を受光する。それゆえ、視野角制御用液晶パネル２のコントラストは低下しない。この結果、図９に示す◇印のような特性が得られる。
【００４３】
一方、比較例１における視野角制御用液晶パネル８０の場合、図１４に示すように、拡散光源５０から視野角制御用液晶パネル８０に照射される光は、視野角制御用液晶パネル８０に入射し、視野角制御用液晶パネル８０の前面に備えられているＡＧフィルム４によって拡散される。ＡＧフィルム４によって拡散された光は、そのまま受光部５１により受光される。それゆえ、視野角制御用液晶パネル８０のコントラストが低下する。ところで、ＡＧフィルム４は、ヘイズ値が高いほど拡散機能が強い。このため、ＡＧフィルム４のヘイズ値が高くなるほど、ＡＧフィルム４によって多くの光が拡散されるようになる。このため、ＡＧフィルム４のヘイズ値が高くなるほど、視野角制御用液晶パネル８０のコントラストは低下する。この結果、図９に示す□印のような特性が得られる。
【００４４】
以上のとおり、比較例１における視野角制御用液晶パネル８０よりも、本実施形態における視野角制御用液晶パネル２の方が好ましい。すなわち、図１５（ａ）および（ｂ）に示すように、表示用液晶パネル１が視野角制御用液晶パネル８０の前面（観察者３０側）に配置されている液晶ディスプレイ２００，３００よりも、図１に示すように、視野角制御用液晶パネル２が表示用液晶パネル１の前面（観察者３０側）に配置されている液晶ディスプレイ１００の方が好ましい。これにより、狭視野角モードにおいて視野角が広がることなく、干渉縞の発生を防止し、液晶ディスプレイ１００の画質を向上することができる。なお、図１５（ａ）は、表示用液晶パネル１が備える偏光板１３を、視野角制御用液晶パネル８０の偏光板として共用する液晶ディスプレイ２００を示す。また、図１５（ｂ）は、視野角制御用液晶パネル８０が備える偏光板２２を、表示用液晶パネル１の偏光板として共用する液晶ディスプレイ３００を示す。
【００４５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記の実施形態は、本発明を限定するものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。
【００４６】
例えば、図１では、表示用液晶パネル１が備える偏光板１２を、視野角制御用液晶パネル２の偏光板として共用する構成を例示したが、例えば、図１０〜図１２に示すように、表示用液晶パネル１が備える偏光板１２とは別に、視野角制御用液晶パネル２の偏光板２４を備えていても良い。
【００４７】
また、上記の実施形態では、表示装置として透過型液晶パネルを備えた例を挙げたが、本発明のディスプレイに適用可能な表示装置はこれに限定されない。例えば、反射型または半透過型の表示用液晶パネルを表示装置として用いることもできる。また、液晶パネル以外に、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ（Electronic Luminescence）ディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ディスプレイ、蛍光表示管（Vacuum Fluorescent Display）、電界放出ディスプレイ（Field Emission Display）、表面電界ディスプレイ（Surface-conduction Electron-emitter Display）などの自発光型表示装置を用いることもできる。表示装置として、例えば有機ＥＬディスプレイなどの自発光型表示装置を用いる場合は、バックライトは不要である。
【００４８】
なお、上記の実施形態においては、表示状態が狭視野角であるときに、ユーザにその旨を知らせるためのメッセージ、画像、またはアイコンなどを、ディスプレイの画面に表示するようにしても良い。
【００４９】
また、上記の実施形態においては、表示装置で表示される画像の内容に応じて視野角制御用液晶パネル２の駆動回路２３が動作し、狭視野角と広視野角とを自動的に切り替えるようにしても良い。例えば、インターネットのウェブページを見るために用いられる場合、ウェブページの内容に応じて各ページに関連付けられたフラグを参照し、他人から見られないことが好ましい内容である場合などに、狭視野角の表示状態に自動的に切り替えるように、駆動回路２３を制御しても良い。また、例えば、ブラウザが暗号化モードで起動された場合に、狭視野角の表示状態へ切り替えるようにしても良い。
【００５０】
また、表示装置がデータ入力装置の一部である場合、またはデータ入力装置と関連して動作する場合、入力されているデータタイプまたは入力されようとするデータタイプが機密性を有するものである場合などに、表示状態を狭視野角に切り替えるよう調整することも可能である。例えば、ユーザが何らかの個人識別番号を入力したときなどに、自動的に狭視野角に切替わるように、駆動回路２３を制御すれば良い。
【００５１】
なお、上記の実施形態においては、視野角制御装置は、ディスプレイから取り外しが可能なモジュールまたはカバーとして形成されても良い。そのような取り外し可能なモジュールは、ディスプレイに取り付けられたときに、ディスプレイに電気的に接続されることによって、適切な電力と制御信号とを得ることができる。
【００５２】
また、上記の実施形態においては、ディスプレイの周囲光を測定する光学センサ（アンビエントセンサ）をさらに備え、光学センサの測定値が所定の閾値を下回るときに、ディスプレイの表示状態を狭視野角とすることも好ましい。
【００５３】
なお、本発明にかかるディスプレイおよび視野角制御装置の用途は多岐に亘る。例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯型情報端末（ＰＤＡ）、携帯型ゲーム機、または携帯電話などのディスプレイに適用されるだけでなく、ＡＴＭ（現金自動受け払い機）、公共の場に設置される情報端末、券売機、および車載用ディスプレイなど、様々な機器のディスプレイに適用される。
【００５４】
また、本発明にかかる視野角制御装置は、ディスプレイに組み込まれた状態で実施されることもあるが、ディスプレイの部品として、視野角制御装置単体で製造され、流通する可能性もある。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように、本発明は、広視野角と狭視野角とを切り替えることにより様々な使用環境や用途に適応可能なディスプレイと、これに用いられる視野角制御装置として、産業上利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施形態にかかる液晶ディスプレイの概略構成を示す断面模式図である。
【図２】上記液晶ディスプレイにおける視野角制御用液晶パネルの概略構成を示す断面模式図である。
【図３】配向膜に対するラビング処理の方向と、偏光板の偏光透過軸の方向との関係を示す模式図である。
【図４】液晶層への印加電圧を０Ｖと所定電圧Ｖａとで切り替えた場合の、視野角制御用液晶パネルの液晶分子の配列の状態をそれぞれ示す模式図である。
【図５】液晶層への印加電圧を０Ｖと所定電圧Ｖａとで切り替えた場合の視野角制御用液晶パネルの透過率をそれぞれ示すチャートである。
【図６】方位角φおよび仰角θの定義を示す説明図である。
【図７】上記液晶ディスプレイにおける、片面または両面が複数の凸凹で形成されているＡＧフィルムの概略構成の一例をそれぞれ示す断面模式図である。
【図８】上記ＡＧフィルムのヘイズ値を０％，７．５％，１１％，１２％，２０％，２５％，３０％，４０％，４４％，６０％，７０％，８０％のそれぞれに設定した場合の、視野角制御用液晶パネルのコントラストの測定結果を表で示した説明図である。
【図９】上記ＡＧフィルムのヘイズ値を０％，７．５％，１１％，１２％，２０％，２５％，３０％，４０％，４４％，６０％，７０％，８０％のそれぞれに設定した場合の、視野角制御用液晶パネルのコントラストの測定結果をグラフで示した説明図である。
【図１０】視野角制御用液晶パネルの背面にＡＧフィルムを備えた構成における、視野角制御用液晶パネルのコントラストの測定方法を示す断面模式図である。
【図１１】比較例１として示すものであり、視野角制御用液晶パネルの前面にＡＧフィルムを備えた構成における、視野角制御用液晶パネルのコントラストの測定方法を示す断面模式図である。
【図１２】比較例２として示すものであり、視野角制御用液晶パネルにＡＧフィルムを備えない構成における、視野角制御用液晶パネルのコントラストの測定方法を示す断面模式図である。
【図１３】図１０の構成の場合における視野角制御用液晶パネルのコントラストが低下しない原理を説明するための断面模式図である。
【図１４】図１１の構成の場合における視野角制御用液晶パネルのコントラストが低下する原理を説明するための断面模式図である。
【図１５】比較例１における視野角制御用液晶パネルを備えた液晶ディスプレイの概略構成をそれぞれ示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  表示用液晶パネル（表示装置）
１２  偏光板
２  視野角制御用液晶パネル（視野角制御装置）
２１  液晶セル
２２  偏光板
２３  駆動回路
２４  偏光板
２１０ａ  ２１０ｂ  透光性基板
２１３  液晶層
３  バックライト
４  ＡＧフィルム（光学フィルム）
１００  液晶ディスプレイ（ディスプレイ）
２００  液晶ディスプレイ
３００  液晶ディスプレイ
【図１】
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【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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