(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電量が増加するにつれて青の色度座標に近づき青の発光割合が強くなる白色ＬＥＤを使用した、面状光を出射する面光源と、この面光源からの光を拡散光又はコリメート光のいずれかに切り替える切替素子と、この切替素子からの光が入射され画像を表示する表示パネルとをこの順で有し、前記切替素子を制御して拡散光又はコリメート光を出射するように切り替えると共に、この切替に際し、前記面光源の輝度を変更し、更に、前記面光源の輝度の変更に応じて前記表示パネルの各色画素の透過率の少なくとも一部を調整する制御部を更に有し、前記切替素子は、高分子分散型液晶であり、前記透過率を調整する色画素は青色の画素のみであることを特徴とする視野角可変液晶表示装置。
【請求項２】
通電量が増加するにつれて青の色度座標に近づき青の発光割合が強くなる白色ＬＥＤを使用した、面状光を出射する面光源と、この面光源からの光を拡散光又はコリメート光のいずれかに切り替える切替素子と、この切替素子からの光が入射され画像を表示する表示パネルとをこの順で有し、前記切替素子を制御して拡散光又はコリメート光を出射するように切り替えると共に、この切替に際し、前記面光源の輝度を変更し、更に、前記面光源の輝度の変更に応じて前記表示パネルの各色画素の透過率の少なくとも一部を調整する制御部を更に有し、前記切替素子は、ゲスト・ホスト液晶であり、前記透過率を調整する色画素は青色の画素のみであることを特徴とする視野角可変液晶表示装置。
【請求項３】
通電量が増加するにつれて青の色度座標に近づき青の発光割合が強くなる白色ＬＥＤを使用した、面状光を出射する面光源と、この面光源からの光が入射され画像を表示する表示パネルと、この表示パネルからの光を拡散光又はコリメート光のいずれかに切り替える切替素子とをこの順序で有し、この切替素子を制御して拡散光又はコリメート光を出射するように切り替えると共に、この切替に際し、前記面光源の輝度を変更し、更に、前記面光源の輝度の変更に応じて前記表示パネルの各色画素の透過率の少なくとも一部を調整する制御部を更に有し、前記切替素子は、高分子分散型液晶であり、前記透過率を調整する色画素は青色の画素のみであることを特徴とする視野角可変液晶表示装置。
【請求項４】
通電量が増加するにつれて青の色度座標に近づき青の発光割合が強くなる白色ＬＥＤを使用した、面状光を出射する面光源と、この面光源からの光が入射され画像を表示する表示パネルと、この表示パネルからの光を拡散光又はコリメート光のいずれかに切り替える切替素子とをこの順序で有し、この切替素子を制御して拡散光又はコリメート光を出射するように切り替えると共に、この切替に際し、前記面光源の輝度を変更し、更に、前記面光源の輝度の変更に応じて前記表示パネルの各色画素の透過率の少なくとも一部を調整する制御部を更に有し、前記切替素子は、ゲスト・ホスト液晶であり、前記透過率を調整する色画素は青色の画素のみであることを特徴とする視野角可変液晶表示装置。
【請求項５】
前記面光源からの光は、直線状ルーバーにより指向性が高められることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の視野角可変液晶表示装置。
【請求項６】
前記面光源の輝度の変更は、前記面光源に対する通電電流量の変更により行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の視野角可変液晶表示装置。
【請求項７】
前記面光源の輝度の変更は、前記面光源に供給する電流の時間変調によって行われることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の視野角可変液晶表示装置。
【請求項８】
通電量が増加するにつれて青の色度座標に近づき青の発光割合が強くなる白色ＬＥＤを使用した面光源からの光を表示パネルに入射して画像を表示する際、前記面光源からの光又は前記表示パネルからの光を、切替素子により拡散光又はコリメート光にすることにより、高視野角の表示又は狭視野角の表示を切り替える視野角可変液晶表示方法において、前記切替素子はゲスト・ホスト液晶であり、前記切替素子による切替の際、前記面光源の輝度を変更し、更に、前記面光源の輝度の変更に応じて前記表示パネルの青色の画素の透過率のみを調整して、輝度及び色相の変化が、前記切替の前後で生じないように制御することを特徴とする視野角可変液晶表示方法。
【請求項９】
通電量が増加するにつれて青の色度座標に近づき青の発光割合が強くなる白色ＬＥＤを使用した面光源からの光を表示パネルに入射して画像を表示する際、前記面光源からの光又は前記表示パネルからの光を、切替素子により拡散光又はコリメート光にすることにより、高視野角の表示又は狭視野角の表示を切り替える視野角可変液晶表示方法において、前記切替素子は高分子分散型液晶であり、前記切替素子による切替の際、前記面光源の輝度を変更し、更に、前記面光源の輝度の変更に応じて前記表示パネルの青色の画素の透過率のみを調整して、輝度及び色相の変化が、前記切替の前後で生じないように制御することを特徴とする視野角可変液晶表示方法。
【請求項１０】
前記切替素子は、透明状態と散乱状態とを切り替えることにより、拡散光又はコリメート光を切り替えることを特徴とする請求項９に記載の視野角可変液晶表示方法。
【請求項１１】
前記切替素子は、拡散光又はコリメート光を切り替えることを特徴とする請求項８に記載の視野角可変液晶表示方法。
【請求項１２】
前記請求項１乃至７のいずれか１項に記載の視野角可変液晶表示装置を搭載したことを特徴とする端末機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、狭視野モードと広視野モードとを切り替えることができ、視認性角度範囲を可変にできる視野角可変液晶表示装置、方法及び端末機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置には、それを視認している本人以外の人、即ちその近傍にいる人が見ることができないようにする秘密保護機能が求められている。例えば、ＡＴＭ（Automated teller machine：現金自動預け払い機）として知られる金融端末等では、表示装置に表示された数字ボタンに触れて個人暗号を入力する必要があり、この表示装置を他人に視認されることを避けなければならない。また、同様に携帯電話等では、着信情報を本人の近傍にいる他人から視認されることを回避できる機能が求められている。更に、ＰＤＡ(Personal Digital Assistance)及びノート型パーソナルコンピュータ（以下、ノートＰＣという）等においても、電車等の交通機関内で使用する際には、同様に近傍にいる他人から見えないようにする機能が求められている。
【０００３】
一方で、表示装置を複数人数で視認する必要性もある。例えば、携帯電話等で画面にテレビ画像を表示するときは、その携帯電話の所有者以外に、その近傍にいる人にも見せたい場合もある。また、ノートＰＣのデータ画面を複数人で眺める場合もある。
【０００４】
従って、表示装置としては、秘匿性の高い情報を個人で見る場合の狭視野モードと、公開性の高い情報を複数人でみる広視野モードとがある。そして、ＰＤＡ及びノートＰＣ等においては、これらの表示モードを切り替えることが可能な表示装置が要望されている。
【０００５】
この狭視野モードと広視野モードとを切り替えることができる表示装置として、特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に開示された表示装置は、光源と、第１の学素子と、液晶表示素子と、第２の光学素子とがこの順に配置されており、光源からの光は、第１の光学素子により指向性が高められて（コリメートされて）、液晶表示装置に入射され、液晶表示装置から出た光は、第２の光学素子により光線の拡散及び直進が電気的に制御される。
【０００６】
次に、この表示装置の動作原理について説明する。先ず、狭視野モードにおいては、第２の光学素子は透明状態におかれる。このため、光源からの光は、第１の光学素子により高い指向性を保ったまま、表示パネルに入射する。表示パネルは、複数の画素による表示画像を作りだすが、入射光の指向性が大きく変更されることはない。このため、表示装置正面の観察者には表示画像を視認することができるが、表示装置正面から斜めに位置する観察者には表示画像が届かず、これを視認することができない。
【０００７】
次に、広視野モードにおいては、第２の光学素子は散乱状態におかれる。このため、第１の光学素子により得た高い指向性の光は、第２の光学素子により散乱光となる。この散乱光は表示パネルの入射光となる。このため、表示装置正面の観察者のみならず、表示装置に対して斜めの方向に位置する観察者にも、表示画像を視認することが可能となる。
【０００８】
また、狭視野モードと広視野モードとを切り替えることができる表示装置として、他に、特許文献２に開示された表示装置がある。この特許文献２に開示された表示装置は、光源からの光が入射するゲスト・ホスト液晶と、このゲスト・ホスト液晶からの光が入射する液晶セルとを有する液晶表示措置が開示されている。このゲスト・ホスト液晶は、液晶セルに対する視野角の広さを調整するものである。
【０００９】
この特許文献２に記載の表示装置においては、光源から出射された光は拡散光である。そして、ゲスト・ホスト液晶中の二色性色素が基板面にほぼ垂直に配向している場合には、基板法線に入射する光は弱い吸収しか受けず、斜めに入射する光が強く吸収される。このため、このゲスト・ホスト液晶を通過した光の指向性は高められることとなる。従って、表示装置の正面に位置した観察者のみがこの表示画像を視認することができ、表示装置正面から斜めに位置した観察者には表示画像が届かず、これを視認することができない。これが、狭視野モードに相当する。
【００１０】
一方、ゲスト・ホスト液晶中の二色性色素が基板に平行になった場合には、二色性色素の基板面内方位と液晶表示パネルの入射側偏光板吸収軸が一致すれば、特別に新たに生じる光損失がなく、表示動作が可能となる。この際に、二色性色素が基板面に平行に配置するため、斜め入射光が強く吸収されることがなくなる。従って、表示装置正面の観察者のみならず、表示装置正面から斜めに位置する観察者にも表示画像が届く。これが、広視野モードに相当する。
【００１１】
上記いずれの従来技術においても。視認角度範囲を制御することが可能となり、狭視野・広視野の切替が可能となる。
【００１２】
【特許文献１】特開平９−１９７４０５号公報（図２，図５）
【特許文献２】特開平６−５９２８７号公報（図１）
【特許文献３】特開２００５−１１５０２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述の切替機能を供えた表示装置を実用化するためには、以下の点が問題となる。即ち、第１に、切り替え前後で正面輝度に大きな変化が生じる。これを、特許文献１を例に説明する。特許文献１の図２に示すように、「広い視角特性」時においては、表示に寄与する光は拡散光である。一方、「狭い視角特性」時においては、表示に寄与する光はコリメート光である。このため、「広い視角特性」時の正面輝度は著しく低下し、「狭い視角特性」時の正面輝度は著しく大きくなる。このため、切り替え前後においては、輝度が大きく変化し、画像は使用者にとって極めて見難いものとなる。
【００１４】
第２に、切り替え前後で色相の変化が生じる。これを特許文献１を例に説明する。特許文献１の図２においては、支持媒体としての高分子中に液晶領域が分散した高分子分散型液晶素子（ＰＤＬＣ：Polymer Dispersed Liquid Crystal）を切り替え素子として使用する。一般に、短波長の光ほどよく散乱されやすく、長波長の光ほど比較的散乱されにくい。このため、切り替え前後で正面に出射する光の波長分布が異なることとなる。特許文献２のゲスト・ホスト液晶を用いる場合でも、切り替え前後に吸収スペクトルの変化が生じる。このため、特許文献２の表示装置も、同様に、正面での色相が異なるという問題点を有する。
【００１５】
以上のように、切り替え機能を有する表示装置においては、切り替え前後において表示状態が大きく異なるという問題点があった。
【００１６】
なお、バックライトの輝度調整に伴う色温度変化に対して色成分の調整を容易にする方法が、特許文献３に開示されており、バックライトの輝度調整の前後で、色温度が変化する場合に、ＬＣＤバックライトのＲ光源、Ｇ光源及びＢ光源のうち、少なくとも１つの色成分の増減を行う方法が特許文献３に開示されている。しかし、この特許文献３においては、広視野角と狭視野角とを切り替えたときの波長分布の相違及び色相の相違については、解決できていない。
【００１７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、狭視野モードと広視野モードとを切り替えることができる表示装置及び方法において、切り替えに際し、輝度及び色相の変化を抑制することができる視野角可変液晶表示装置及び方法並びに端末機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】
【００１８】
本願第１発明に係る視野角可変液晶表示装置は、通電量が増加するにつれて青の色度座標に近づき青の発光割合が強くなる白色ＬＥＤを使用した、面状光を出射する面光源と、この面光源からの光を拡散光又はコリメート光のいずれかに切り替える切替素子と、この切替素子からの光が入射され画像を表示する表示パネルとをこの順で有し、前記切替素子を制御して拡散光又はコリメート光を出射するように切り替えると共に、この切替に際し、前記面光源の輝度を変更し、更に、前記面光源の輝度の変更に応じて前記表示パネルの各色画素の透過率の少なくとも一部を調整する制御部を更に有し、前記切替素子は、高分子分散型液晶であり、前記透過率を調整する色画素は青色の画素のみであることを特徴とする。本願第２発明に係る視野角可変液晶表示装置は、通電量が増加するにつれて青の色度座標に近づき青の発光割合が強くなる白色ＬＥＤを使用した、面状光を出射する面光源と、この面光源からの光を拡散光又はコリメート光のいずれかに切り替える切替素子と、この切替素子からの光が入射され画像を表示する表示パネルとをこの順で有し、前記切替素子を制御して拡散光又はコリメート光を出射するように切り替えると共に、この切替に際し、前記面光源の輝度を変更し、更に、前記面光源の輝度の変更に応じて前記表示パネルの各色画素の透過率の少なくとも一部を調整する制御部を更に有し、前記切替素子は、ゲスト・ホスト液晶であり、前記透過率を調整する色画素は青色の画素のみであることを特徴とする。
【００１９】
本願第３発明に係る視野角可変液晶表示装置は、通電量が増加するにつれて青の色度座標に近づき青の発光割合が強くなる白色ＬＥＤを使用した、面状光を出射する面光源と、この面光源からの光が入射され画像を表示する表示パネルと、この表示パネルからの光を拡散光又はコリメート光のいずれかに切り替える切替素子とをこの順序で有し、この切替素子を制御して拡散光又はコリメート光を出射するように切り替えると共に、この切替に際し、前記面光源の輝度を変更し、更に、前記面光源の輝度の変更に応じて前記表示パネルの各色画素の透過率の少なくとも一部を調整する制御部を更に有し、前記切替素子は、高分子分散型液晶であり、前記透過率を調整する色画素は青色の画素のみであることを特徴とする。本願第４発明に係る視野角可変液晶表示装置は、通電量が増加するにつれて青の色度座標に近づき青の発光割合が強くなる白色ＬＥＤを使用した、面状光を出射する面光源と、この面光源からの光が入射され画像を表示する表示パネルと、この表示パネルからの光を拡散光又はコリメート光のいずれかに切り替える切替素子とをこの順序で有し、この切替素子を制御して拡散光又はコリメート光を出射するように切り替えると共に、この切替に際し、前記面光源の輝度を変更し、更に、前記面光源の輝度の変更に応じて前記表示パネルの各色画素の透過率の少なくとも一部を調整する制御部を更に有し、前記切替素子は、ゲスト・ホスト液晶であり、前記透過率を調整する色画素は青色の画素のみであることを特徴とする。
【００２０】
前記面光源からの光は、直線状ルーバーにより指向性が高められることが好ましい。前記面光源の輝度の変更は、前記面光源に対する通電電流量の変更により行うか、又は前記面光源に供給する電流の時間変調によって行うことができる。
【００２１】
本願第５発明に係る視野角可変液晶表示方法は、通電量が増加するにつれて青の色度座標に近づき青の発光割合が強くなる白色ＬＥＤを使用した面光源からの光を表示パネルに入射して画像を表示する際、前記面光源からの光又は前記表示パネルからの光を、切替素子により拡散光又はコリメート光にすることにより、高視野角の表示又は狭視野角の表示を切り替える視野角可変液晶表示方法において、前記切替素子はゲスト・ホスト液晶であり、前記切替素子による切替の際、前記面光源の輝度を変更し、更に、前記面光源の輝度の変更に応じて前記表示パネルの青色の画素の透過率のみを調整して、輝度及び色相の変化が、前記切替の前後で生じないように制御することを特徴とする。本願第６発明に係る視野角可変液晶表示方法は、通電量が増加するにつれて青の色度座標に近づき青の発光割合が強くなる白色ＬＥＤを使用した面光源からの光を表示パネルに入射して画像を表示する際、前記面光源からの光又は前記表示パネルからの光を、切替素子により拡散光又はコリメート光にすることにより、高視野角の表示又は狭視野角の表示を切り替える視野角可変液晶表示方法において、前記切替素子は高分子分散型液晶であり、前記切替素子による切替の際、前記面光源の輝度を変更し、更に、前記面光源の輝度の変更に応じて前記表示パネルの青色の画素の透過率のみを調整して、輝度及び色相の変化が、前記切替の前後で生じないように制御することを特徴とする。
【００２２】
この視野角可変液晶表示方法において、前記切替素子は、透明状態と散乱状態とを切り替えることにより、拡散光又はコリメート光を切り替えるか、又はゲスト・ホスト液晶により、拡散光又はコリメート光を切り替えることができる。
【００２３】
本発明に係る端末機は、前記いずれかの視野角可変液晶表示装置を搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、高視野角と狭視野角との切替に際し、表示された画像の輝度及び色相の変化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施形態に係る視野角可変液晶表示装置を示す図である。バックライトとしての面光源１から面上光が出射され、この面状光は、切替素子６を介して、液晶表示パネル２に入射されるようになっている。
【００２６】
面光源１は、直下型の面光源とサイドライト型の面光源のいずれでも良い。直下型の面光源は、光源とその上部に配置した拡散板からなる。一方、サイドライト型の面光源は、導光板とこの導光板の側部に配置した光源とからなる。いずれの場合も、面光源の輝度は光源の光束量に応じて変化する。この面光源１の輝度は、光源制御部３により調整される。
【００２７】
切替素子６は、広視野角と狭視野角とを切り替えるものであり、このような切替素子６としては、例えば、特許文献２に開示されたゲスト・ホスト液晶と、特許文献１に開示されたＰＤＬＣとがある。ゲスト・ホスト液晶の場合は、２枚の透明基板の間に挟まれた液晶材料の中に、液晶分子と２色性色素分子とが含まれており、透明基板に設けた透明電極を介して電圧が印加されていない場合は、２色性色素分子はその光軸（長軸）が透明基板の表面にほぼ平行である。これに対し、透明電極間に電圧を印加したときは、２色性色素分子が基板表面に垂直に立ち上がり、この２色性色素分子の光軸以外の光軸を有する光は、２色性色素分子に吸収されてゲスト・ホスト液晶を透過しない。これにより、ゲスト・ホスト液晶への電圧印加の有無又は電圧の調節により、広視野角と狭視野角とを切り替えることができる。また、ＰＤＬＣの場合は、１対の透明基板に挟まれた液晶層が、高分子の支持媒体中に液晶領域を分散させたものであり、透明基板に設けた透明電極に電圧を印加した状態において、ＰＤＬＣが透明となり、電圧を印加しない状態において、ＰＤＬＣは散乱状態となる。このようにして、いずれの切替素子６の場合も、視認角度範囲を広視野角と狭視野角とに切り替えることができる。この切替素子６は切替素子制御部７により、広視野角と狭視野角との切替が制御される。
【００２８】
表示パネル２は、透過型の液晶表示素子であり、この表示パネル２の色画素の透過率が表示制御部５により制御される。
【００２９】
また、制御部４は、光源制御部３に制御信号を出力して、面光源１の輝度を調整すると共に、表示制御部５に制御信号を出力して、表示パネル２に加える表示信号を調整する。
【００３０】
次に、上述の如く構成された視野角可変液晶表示装置の動作について説明する。図２は面光源１がＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源である場合の各色画素の階調毎の透過率を示す図である。図２の上段は光源が低輝度時のとき、下段は光源が高輝度時のときの夫々赤、緑及び青の透過率を示す。また、図２において、代表的な階調として、Ｔｈは高階調、Ｔｍは中階調、Ｔｌは低階調の透過率を示し、Ｖｈ、Ｖｍ及びＶｌはそのときの設定電圧である。
【００３１】
光源は、通電する電流量に応じて、発光スペクトルが若干変化する。図３は、一例として、白色ＬＥＤ光の通電量に応じた色度座標（ｘ、ｙ）の変化を示す。この図３に示すように、通電量が増加するにつれて、青の色度座標に近づき、青の発光割合が強くなることが分かる。
【００３２】
そこで、本発明においては、低輝度時に対し、高輝度時の階調設定電圧を図２の下段に示すように変化させて、再設定する。図２は説明の簡単のために、青透過率の設定電圧のみを変更した状態を示す。前述の如く、高輝度時には、ＬＥＤの青の発光割合が強くなるので、高輝度時の階調設定電圧を、図２下段に示すように、再設定する。このため、高輝度時には、青の高階調の透過率がＴｈ´、中階調の透過率がＴｍ´に再設定される。この結果、高輝度時においては、面光源１のＬＥＤの青発光割合が強くなるものの、青画素の透過率が低めに設定される。このため、表示パネル２に表示された画像として、色相の変化が起きない。
【００３３】
本実施形態においては、先ず、表示パネル２に表示される画像を広視野角にする場合、制御部４が切替素子制御部７に広視野角に切り返す信号を送信し、切替素子６を広視野角に設定する。具体的には、切替素子６の状態を拡散光が表示パネル２に入射されるようにする。つまり、広視野角の場合には、表示に寄与する光は拡散光であり、狭視野角の場合には、表示に寄与する光はコリメート光である。このため、広視野角の場合には、正面輝度が著しく低下し、狭視野角の場合には、正面輝度が著しく大きくなる。また、切替素子６がＰＤＬＣである場合、短波長の光ほど散乱されやすく、また長波長の光ほど散乱されにくいため、広視野角に切り替えたときに、正面に出射する光の波長分布が異なる、一方、切替素子６がゲスト・ホスト液晶である場合も、広視野角に切り替えたときに、吸収スペクトルが変化する。このように、切替素子６が広視野角に切り替わるときに、輝度及び色相が変化する。
【００３４】
そこで、本実施形態においては、制御部４が切替素子制御部７を介して、切替素子６を広視野角に切り替えたときに、光源制御部３に制御信号を出力して、光源制御部３により面光源１の輝度を上昇させる。そして、高輝度時には、前述の如く、面光源１の青の発光割合が強くなり、また切替素子６から出射される光の波長分布が変化するので、制御部４は、表示制御部５に制御信号を出力し、表示パネル２の各色画素の透過率を調整し、液晶表示パネル２から出射される光の透過率スペクトルを切替前と同一にする。具体的には、図２に示すように、低輝度の階調設定電圧から、高輝度の階調設定電圧に変更し、高輝度に伴う青の透過率上昇を打ち消すように階調電圧を再設定する。また、切替素子６における出射光の波長分布の変化を打ち消すように、階調電圧を再設定する。
【００３５】
逆に、切替素子６を、広視野角から狭視野角に切り替えた場合も、同様である。この場合は、面光源１の輝度が小さくなるように、光源制御部３が面光源１を制御し、液晶表示パネル１の各色画素の透過率を、図２の上段に示すように再設定する。また、切替素子６は散乱状態ではなく、コリメート状態になるので、切替素子６からの出射光のスペクトルも変化するため、このスペクトル変化を打ち消すように、液晶表示パネル２の透過率を調整する。
【００３６】
これにより、広視野角と狭視野角との切替の前後で、輝度及び色相が変化して、表示パネル２に表示される画像が変化し、見づらくなることが防止される。
【００３７】
なお、制御部４，光源制御部３、切替素子制御部７及び表示制御部５は、夫々の機能を有する回路により構成しなくても、ソフトウエアにより構成することができる。また、切替素子としては、反射型偏光板を有する液晶素子を使用することもできる。この場合には、切替素子は高反射状態か低反射状態のいずれかの状態をとる。更に、切替素子として、ポリマーネットワーク液晶又はカプセル型液晶等の散乱型液晶素子を使用することもできる。
【００３８】
この視野角可変液晶表示装置は、携帯端末等の端末機に搭載することができる。
【００３９】
次に、図４を参照して本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態が図１に示す実施形態と異なる点は、面光源１の上に、液晶表示パネル２が配置され、この液晶表示パネル２の上に切替素子６が配置されている点である。面光源１、液晶表示パネル２及び切替素子６の構成は図１に示す実施形態と同様である。また、制御部４、光源制御部３、表示制御部５及び切替素子制御部７の構成も図１に示す実施形態と同様である。
【００４０】
本実施形態においても、制御部４が切替素子制御部７により切替素子６を制御して、広視野角と狭視野角とを切り替えたときに、液晶表示装置の画像の輝度が変化することを、光源制御部３により面光源１を制御して面光源１の輝度を変更することにより、防止する。そして、高輝度時に面光源１の青の発光割合が増加して、色相が変化したり、切替素子６の透明又は散乱の状態により、波長分布が異なってしまうことを、液晶表示パネル２の階調設定電圧を再設定することにより、防止する。よって、本実施形態も第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００４１】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図５は本実施形態の視野角可変液晶表示装置を示す図、図６はその構造を示す断面図である。本実施形態においては、面光源１の上に、直線状ルーバー１１が配置されており、直線状ルーバー１１の上に、切替素子６が配置され、更にこの切替素子６の上に表示パネル２が配置されている。面光源１は光源制御部３により輝度が制御され、切替素子６は切替素子制御部７によりその散乱状態又は透明状態等の広視野角又は狭視野角が制御される。また、液晶表示パネル２は表示制御部５により各色の透過率が制御される。制御部４は光源制御部３、切替素子制御部７及び表示制御部５を制御する。
【００４２】
図６に示すように、面光源１は例えばサイドライト型のＬＥＤ光源であり、導光板９の上にプリズムシート１０が設けられ、導光板９の側部に白色ＬＥＤ８が設けられている。白色ＬＥＤ８としては、青ＬＥＤチップに黄色蛍光体を乗せたものと、紫外ＬＥＤに白色蛍光体を乗せたもの等を使用することができる。導光板９は白色ＬＥＤ８から入射する光を面状光として、出射する。プリズムシート１０は導光板９から出射される光の指向性を高める。直線状ルーバー１１は、面光源１からの光の指向性を更に高めるものである。
【００４３】
このようにして、指向性が高められた光は、切替素子６に入射する。切替素子６は、１対のプラスチック基板１４の間に、高分子分散液晶（ＰＤＬＣ）１５を挟んだものであり、高分子分散液晶１５は高分子支持媒体１３に液晶領域１２を分散させたものである。プラスチック基板１４に設けた透明電極間に電圧を印加することにより、高分子分散型液晶１５は透明状態となり、電圧を印加しない状態で、高分子分散型液晶１５は散乱状態となる。なお、切替素子６は高分子分散型液晶１５に限らず、透明・散乱状態を切り替えられるものであればよい。表示パネル２は、透過型液晶表示パネル又は半透過型液晶表示パネルを使用することができる。図６に示す表示パネル２は、液晶層１７に反射領域１８と透過領域１９とを設けた半透過型液晶表示パネルである。この表示パネル２は、カラーフィルタ層２０の色で決まる色画素から構成されている。表示パネル２の表面及び裏面には、偏光板１６が設けられている。
【００４４】
次に、上述の実施形態の液晶表示装置の動作について説明する。この液晶表示装置においては、狭視野角モードでは、切替素子６が透明状態になり、このとき、直線状ルーバー１１で矯正されたコリメート光が表示パネル２から出射する。このため、液晶表示装置の正面から斜め方向に位置する観察者には、表示画像は認識できない。一方、広視野角モードでは、切替素子６が散乱状態になり、このとき、直線状ルーバー１１からのコリメート光は切替素子６で散乱される。従って、表示パネル２から出る光は拡散光となり、液晶表示装置の正面から斜め方向に位置する観察者にも表示光が到達することとなり、表示画面を認識することができる。
【００４５】
次に、広視野角モードから狭視野角モードへ切替えたときの動作について説明する。操作者が切替操作を選択すると、その操作信号が入力された制御部４は、切替制御部７に制御信号を送り、切替素子６に切替動作を行わせる。即ち、切替素子６に電圧が印加されて、切替素子６が透明状態となる。一方、制御部４は、光源制御部３に制御信号を送り、面光源１の輝度を低下させる。この結果、表示画像の平均輝度は、切替前後で一致させることができる。更に、制御部４は、表示制御部５に制御信号を送り、各色画素の階調電圧を再設定する。これにより、正面表示画像の色相を切替前後で一致させることができる。
【００４６】
各色相変化について、図３、図７及び図８を使用して説明する。白色ＬＥＤ８の色度座標は、発光輝度が低下する場合には、図３に示す矢印と逆向きに動く。また、高分子分散型液晶１５に電圧を印加していくと、図７に示すように、色度座標が変化する。従って、積層構造全体としては、図８に示すような色度座標変化を示すこととなる。以上のように色相が変化した光が、表示パネル２に入射する。従って、表示パネル２の表示画像は黄色味を帯びて表示されるようになる。そこで、図９に示すように、赤画素と緑画素の最大透過率が小さくなるように、また青画素の最大透過率が大きくなるように、表示パネル２の階調電圧を再設定する。
【００４７】
これにより、切替素子６による広視野角モードと狭視野角モードとの切替の前後で、輝度及び色相が変化せず、極めて自然な画像を見ることができる。
【００４８】
また、本実施形態においては、切替素子６がプラスチック基板１４を使用している。このため、機械的耐久性が優れている。この種の表示装置は、携帯型又は可搬型の用途が多いため、液晶表示装置の厚さの増加を回避して極めて薄く設計する必要があり、このような用途に使用するときに、高分子分散型液晶をプラスチック基板上に作成することは、極めて有益である。
【００４９】
上記角実施形態において、面光源１の輝度調整は、直流電流で行う必要はない。図３に示すような光源の色相変化は、光源の温度変化で生じると考えられる。したがって、温度上昇を避けるように、電流を時間的に変調することで、完全ではないにしろ色相変化を低減することができる。電流波形の一例として、パルス状のものがある。従って、パルス数を制御部４が設定し、これに応じた電流パルスを光源制御部３が面光源１に供給することでも、面光源１の輝度調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態を示す図である。
【図２】本実施形態の表示パネルの階調設定を説明する図である。
【図３】ＬＥＤ素子の色度座標変化を説明するための図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態を示す図である。
【図６】同じくその構造を示す断面図である。
【図７】高分子分散型液晶に電圧を印加していった場合の色度座標が変化する態様を示す図である。
【図８】積層構造（面光源、直線状ルーバー及び切替素子）の透過率の色度座標の変化を示す図である。
【図９】本実施形態における表示パネルの階調設定を説明する図である。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・面光源
２・・・表示パネル
３・・・光源制御部
４・・・制御部
５・・・表示制御部
６・・・切替素子
７・・・切替素子制御部
８・・・白色ＬＥＤ
９・・・導光板
１０・・・プリズムシート
１１・・・直線状ルーバー
１２・・・液晶領域
１３・・・高分子
１４・・・プラスチック基板
１５・・・高分子分散型液晶
１６・・・偏光板
１７・・・液晶層
１８・・・反射領域
１９・・・透過領域
２０・・・カラーフィルタ層
【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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