JP5299757B2 - Display device and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置および電子機器に関し、特に視野角の広さを切り替えることが可能な表示装置および電子機器に関する。 The present invention relates to a display device and an electronic device, and more particularly to a display device and an electronic device capable of switching the width of a viewing angle.
非自発光型の表示装置である液晶表示装置（ＬＣＤ）は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯電話、テレビジョン受信機、デジタルカメラなど、各種電子機器の表示装置として従来より幅広く利用されている。その際、特にテレビジョンなどの用途で、広い角度範囲において明度や色調の変化を少なくして視認可能である（視野角が広い）ことが求められることがある。そこで近年は、ＩＰＳ方式やＶＡ方式などを採用して視野角を広げた液晶表示装置が実用化されている。 A liquid crystal display device (LCD), which is a non-self-luminous display device, has been widely used as a display device for various electronic devices such as a personal computer (PC), a mobile phone, a television receiver, and a digital camera. At that time, it may be required to be visible with a small change in lightness and color tone in a wide angle range (wide viewing angle), particularly in applications such as television. Therefore, in recent years, liquid crystal display devices that employ an IPS method, a VA method, or the like to widen the viewing angle have been put into practical use.
その一方で、たとえばパーソナルコンピュータや携帯電話などの用途の液晶表示装置では、時と場合に応じて、同一の表示画面を他人と一緒に見たいこともあれば、他人から盗み見させたくないこともある。かかる場合、同一の液晶表示装置で、状況に応じて視野角の広さ（視野角度範囲）を切り替えることが求められる場合がある。 On the other hand, in a liquid crystal display device such as a personal computer or a mobile phone, the same display screen may be viewed together with another person or may not be viewed from another person depending on time and circumstances. In such a case, it may be required to switch the width of the viewing angle (viewing angle range) depending on the situation with the same liquid crystal display device.
液晶表示装置で、視野角の広さを切り替える技術が、以下の特許文献に開示されている。この内、特許文献１には、散乱状態と透明状態を選択することができる散乱型液晶層を利用して液晶表示パネルに入射する光の状態を調整し、これによって視野角の広さを切り替える技術が開示されている。
Techniques for switching the width of the viewing angle in a liquid crystal display device are disclosed in the following patent documents. Among these,
これを更に詳述すると、まず、図９は、特許文献１に開示された従来の液晶表示装置５００の構造をより詳しく説明する概念図である。この液晶表示装置５００では、ランプ管５０３と導光板５０４と光反射フィルム５０５から構成された面光源から、遮光ユニット５０６によってコリメートされ高指向性となって出射した出射光が、散乱型液晶層５０２に入射する。散乱型液晶層５０２は、電圧の印加によって機能し、散乱状態と透明状態の何れかの状態が選択され設定される。
More specifically, FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining in more detail the structure of the conventional liquid
散乱型液晶層が散乱型状態に設定された場合には、前記入射した高指向性光は指向性を失い拡散光となって液晶表示パネル５０１に入射する。このため、液晶表示パネルの透過表示画像は広い視野角範囲で観察することができる。これに対して、散乱型液晶層が透明状態に選択されている場合には、面光源からの光は高指向性のまま液晶表示パネル５０１に入射する。このため、液晶表示パネル５０１の透過表示画像は狭い視野角範囲でしか観察することができない。このことを利用して、散乱型液晶層５０２に印加される電圧を切り替えることにより、液晶表示パネル５０１の視野角を切り替えることができる。
When the scattering type liquid crystal layer is set in the scattering type state, the incident high directivity light loses directivity and enters the liquid crystal display panel 501 as diffused light. For this reason, the transmissive display image of the liquid crystal display panel can be observed in a wide viewing angle range. On the other hand, when the scattering liquid crystal layer is selected to be transparent, the light from the surface light source enters the liquid crystal display panel 501 with high directivity. For this reason, the transmissive display image of the liquid crystal display panel 501 can be observed only in a narrow viewing angle range. By utilizing this fact, the viewing angle of the liquid crystal display panel 501 can be switched by switching the voltage applied to the scattering-type
特許文献２には、液晶素子の画素ごとに反射部と透過部とを交互に設けた構造として、視野角を切り替えることができる半透過型液晶表示装置が開示されている。また特許文献３および４には、図９における散乱型液晶層５０２に相当する素子として透明散乱切替素子を使用して視野角の広さを切り替える技術が開示されている。
Patent Document 2 discloses a transflective liquid crystal display device capable of switching the viewing angle as a structure in which a reflective portion and a transmissive portion are alternately provided for each pixel of a liquid crystal element. Patent Documents 3 and 4 disclose techniques for switching the width of the viewing angle using a transparent scattering switching element as an element corresponding to the scattering-type
しかしながら、前述の特許文献１に係る液晶表示装置５００で視野角の広さを切り替える構成には、以下の課題が存在する。この構成によって特に狭い範囲における視野角の調整可能な範囲を広げるには、遮光ユニット５０６によってコリメートされた出射光が、より高い指向性を備えたものである必要がある。
However, the configuration for switching the viewing angle in the liquid
このため、遮光ユニット５０６の高さ（厚さ）をある程度以上の寸法に設定する必要がある。遮光ユニット５０６の高さが不十分であると、十分にコリメートされて高い指向性を有する出射光を得ることができないからである。この遮光ユニット５０６の高さ（厚さ）をある程度確保しなければならないため、液晶表示装置５００を薄型化するには限界がある。また、薄さだけでなく重量などにおいても、遮光ユニット５０６の高さ（厚さ）が常に問題となっていた。
For this reason, it is necessary to set the height (thickness) of the light-shielding unit 506 to a certain size or more. This is because if the height of the light shielding unit 506 is insufficient, it is not possible to obtain outgoing light that is sufficiently collimated and has high directivity. Since the height (thickness) of the light shielding unit 506 must be ensured to some extent, there is a limit to making the liquid
特許文献２の液晶表示装置は、液晶素子内に反射部と透過部とを交互に設けた構造である。この構造の場合、液晶パネル自体が特殊な構造であることに加えて、反射部と透過部の各々に別々の映像信号を供給する必要があり、各々に対応した複数の駆動回路を装備する必要がある。従って、この特許文献２の液晶表示装置は常に高コストなものになるという問題があった。 The liquid crystal display device of Patent Document 2 has a structure in which reflection portions and transmission portions are alternately provided in a liquid crystal element. In the case of this structure, in addition to the special structure of the liquid crystal panel itself, it is necessary to supply separate video signals to each of the reflection part and the transmission part, and it is necessary to equip a plurality of drive circuits corresponding to each. There is. Therefore, the liquid crystal display device of Patent Document 2 has a problem that it is always expensive.
又、特許文献３及び４は、図９における遮光ユニット５０６に相当する要素（ルーバー）に関するものであるが、いずれもより高い指向性を持ってコリメートされた出射光を必要としている。このため、前述の液晶表示装置５００の薄型化についての問題は解決されてはいない。この薄型化についての問題は、特許文献１〜４の技術を組み合わせても解決できるものではない。
Further, Patent Documents 3 and 4 relate to elements (louvers) corresponding to the light shielding unit 506 in FIG. 9, but both require collimated outgoing light with higher directivity. For this reason, the above-described problem of thinning the liquid
本発明の目的は、低コストで且つ薄型化を可能とし、視野角度範囲を切り替えることが可能な表示装置および該装置を備えた電子機器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a display device that can be reduced in thickness and can be reduced in thickness, and that can switch a viewing angle range, and an electronic apparatus including the device.
上記目的を達成するため、本発明に係る表示装置は、表示パネルと、この表示パネルの背面に当該表示パネルに沿って配置され異なった指向性の透過光を前記表示パネルに向けて切り替え出力するバックライト光源とを有し、前記表示パネルの前面側に、背面側からの光を透過しつつ前面側から照射される光を拡散反射する拡散反射部を設けると共に、
前記表示パネルの前面側に向けて斜め方向から光を照射する前面側光源を、前記表示パネルの前面側に配置し、
前記前面側光源に、前記バックライト光源の前記透過光の指向性の調整に合わせて前記前面側光源の輝度を調整する前面側光源輝度調整手段を備えたことを特徴とする。
To achieve the above object, a display device according to the present invention, the switching output to the front display panel, the arranged along the display panel different directivity of the transmitted light on the back of the display panel to the display panel and a backlight source for the on the front side of the display panel, Rutotomoni provided diffuse reflection portion for diffuse reflection of light irradiated from the front side while transmitting light from the back side,
A front-side light source that irradiates light from an oblique direction toward the front side of the display panel is disposed on the front side of the display panel,
The front-side light source includes a front-side light source luminance adjusting unit that adjusts luminance of the front-side light source in accordance with adjustment of directivity of the transmitted light of the backlight light source .
本発明は、上記したように、指向性を２種類以上に選択できる背後からの透過光と前面から照射された光を拡散反射部で拡散反射させた拡散反射光とを重畳して出力表示する構成としたので、狭視野時では、拡散反射光の輝度分布を利用することにより、透過光の輝度が拡散反射光の輝度を上回る範囲、即ち、表示面鉛直方向を中心に狭い角度範囲でのみ視認可能となり、透過光が有する輝度分布範囲よりも狭い角度範囲が視認範囲となる。また、広視野時では、拡散反射光の輝度が透過光の輝度を上回ることがないので、透過光の輝度分布に応じた視認範囲となる。これがため、視野角度の範囲を狭視野時と広視野時とに切替えが可能であるばかりでなく、狭視野モード時にあっては従来のような十分な高さ（厚さ）を必要とする遮光ユニットを必要とすることなく高い指向性を得ることができ、これにより低いコストで且つ薄型化を可能とした従来にない優れた液晶表示装置および電子機器を提供することができる。 As described above, the present invention superimposes the transmitted light from the back, which can select two or more directivities, and the diffusely reflected light obtained by diffusing and reflecting the light irradiated from the front surface by the diffuse reflecting portion, and outputs and displays it. Since it is configured, in the narrow field of view, by using the luminance distribution of diffuse reflected light, the range where the luminance of transmitted light exceeds the luminance of diffuse reflected light, that is, only in a narrow angle range centering on the vertical direction of the display surface The viewing range is an angle range narrower than the luminance distribution range of the transmitted light. Further, in the wide field of view, the luminance of the diffuse reflected light does not exceed the luminance of the transmitted light, so that the viewing range is in accordance with the luminance distribution of the transmitted light. For this reason, the range of the viewing angle can be switched between a narrow viewing field and a wide viewing field, and in the narrow viewing mode, a light shielding that requires a sufficient height (thickness) as in the prior art is required. A high directivity can be obtained without the need for a unit, thereby providing an excellent liquid crystal display device and electronic apparatus which are low in cost and can be reduced in thickness.
以下、本発明の一実施形態を図１乃至図４に基づいて説明する。
最初に、本実施形態における基本的な構成について説明し、その後に具体的内容を詳述する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
First, a basic configuration in the present embodiment will be described, and then specific contents will be described in detail.
［基本的な構成］
本実施形態にあっては、表示装置として液晶表示装置を例に採り、これを説明する。
まず、図１（ａ）において、液晶表示装置１は、液晶型の表示パネル１１と、この表示パネル１１の背面に当該表示パネル１１に沿って配置され異なった指向性の透過光を前記表示パネル１１に向けて切り替え出力するバックライト光源１７とを有する。この表示パネル１１の前面側（図１（ａ）における上面側）には、背面側からの光を透過しつつ前面側から照射される光を拡散反射する拡散反射部１９が設けられている。
[Basic configuration]
In the present embodiment, a liquid crystal display device is taken as an example of the display device and will be described.
First, in FIG. 1A, a liquid
表示パネル１１の図１（ａ）の上方には、当該表示パネル１１の前面に向けて斜め上方向から光を照射する前面側光源１８が、前記表示パネル１１の前面側で且つ図１（ａ）における左右両側にそれぞれ分かれて、当該表示パネル１１から幾分離れた状態で配置されている。
前記バックライト光源１７は、後述するように前記透過光の指向性を電気的に調整し得る透明−拡散制御素子２７を含んで構成されている。又、このバックライト光源１７は、前記透過光をコリメートする光束制御手段２５を含んで構成されている。更に、このバックライト光源１７は、前述した透過光の指向性の調整に合わせて前記透過光の輝度を調整する輝度調整手段１３５Ａを備えている。
Above the
As will be described later, the
また、前述したバックライト光源１７の前記透過光の指向性の調整に合わせて前記前面側光源１８の出力光の輝度を調整する前面側光源輝度調整手段１３４Ａが、前記前面側光源１８に付設されている（図示せず）。
Further, front side light source luminance adjusting means 134A for adjusting the luminance of the output light of the front
このように本実施形態にあっては、バックライト光源１７の光束制御手段２５による透過光のコリメート化とこのコリメート光を透明−拡散制御素子２７の状態を電気的に切り替えることで透過光の指向性が２種類以上に選択できる。そして、この背後からの指向性の異なる透過光と前面から照射された光を拡散反射部１９で拡散反射させた拡散反射光とを重畳して出力表示するように構成することで狭視野時では、透過光の輝度が拡散反射光の輝度を越える表示パネル１１の鉛直方向の狭い角度範囲に調整できると共に、広視野時では、視認できる全角度範囲において透過光の輝度が拡散反射光の輝度を上回るように調整できる。以上のように、本実施形態ではバックライト光源１７からの透過光の指向性と表示パネル前面に照射された光を拡散反射させた拡散反射光を重畳し、透過光の輝度と拡散反射光の輝度を個々に調整することで表示パネル１１の視認角度の範囲を調整できる。
As described above, in the present embodiment, the transmitted light is collimated by the light beam control means 25 of the
以下、これを更に詳述する。
図１（ａ），図１（ｂ）、図１（ｃ）は、上述したように、本実施形態における基本的な原理を説明する説明図を示す。
図１（ａ）において、表示装置としての液晶表示装置１は、上述したように、液晶型の表示パネル１１、バックライト光源１７、前面側光源１８、及び拡散反射部１９を有する。本実施形態にあって、表示パネル１１としては、特別な構造を持たない通常の表示パネルが使用されている。バックライト光源１７は、表示パネル１１とおよそ平行に配置され、当該表示パネル１１の背面から透過光を照射する面光源である。
ここで、符号１３５はバックライト光源１７の光源を点灯させるエッジライト電流源を示し、符号１３５Ａはエッジライト電流源１３５の通電電流を調整するバックライト光源１７用の輝度調整手段を示す。図１（ｂ）においても同様である。
This will be described in detail below.
FIG. 1A, FIG. 1B, and FIG. 1C are explanatory diagrams for explaining the basic principle of the present embodiment as described above.
1A, the liquid
Here,
前面側光源１８は表示パネル１１の前面を照射する光源である。そして、前面側輝度調整手段１３４Ａは、前面側光源１８の出力光の輝度を調整する回路であり、前記前面側光源１８に付設されている（図示せず）。
The front-
拡散反射部１９は、バックライト光源１７から発せられて表示パネル１１を透過する透過光を透過しつつ、前面側光源１８から照射された光を拡散反射する。図１（ａ）では表示パネル１１の表面に凹凸表面２１を設けた拡散反射フィルム２０を貼り付け、これを拡散反射部１９としている。
これに対して、図１（ｂ）の例では、表面の一部に拡散反射領域２２がマトリクス状に設定された拡散反射フィルム２０を貼り付け、これを拡散反射部１９としている。この図１（ｂ）の場合、拡散反射部１９以外の要素は、図１（ａ）の例とすべて同一の構成要素で構成されている。
また、図１（ｃ）に示すように、厚さ方向に屈折率分布を有する透明な反射型ホログラム２３であって、斜め方向から照射された光を表示画面垂直方向、即ち、画面鉛直方向に中心に反射するフィルムを、拡散反射部１９として構成している。
The diffuse
On the other hand, in the example of FIG. 1B, the diffuse
Further, as shown in FIG. 1 (c), a
このように、表示パネル１１に拡散反射部１９を設ける方法は複数存在し得るが、この拡散反射部１９は、本実施形態では表示パネル１１の前面に設けられている。さらに、拡散反射部１９は表示パネル１１に物理的に接触していても、或いは離れていてもよい。
As described above, there can be a plurality of methods for providing the diffuse
図２は、図１に開示したバックライト光源１７からの透過光、および前面側光源１８から照射された光が拡散反射部１９によって拡散反射された拡散反射光の輝度分布を示すグラフである。透過光輝度５１は実線で、拡散反射光輝度５２は破線で示してある。この透過光輝度５１と拡散反射光輝度５２の強度調整については、後述する図６に、その詳細を示す。
FIG. 2 is a graph showing the luminance distribution of diffusely reflected light obtained by diffusely reflecting the light transmitted from the
図２（ａ）に示される狭視野モードでは、バックライト光源１７に含まれる光学部材によってコリメートされた光が透過光として入射されるので、表示パネル１１とのなす角度αが直角（９０度）となる領域付近の狭い角度範囲に、透過光輝度５１の強い部分が集中する。一方、拡散反射光輝度５２の強い部分は、透過光輝度５１ほど強く集中した形状になっていない。ただし、透過光輝度５１および拡散反射光輝度５２のピークは、表示パネル１１とのなす角度が直角である点に一致するように調整されている。そして、透過光の輝度値と拡散反射光の輝度値が一致する角度があり、この透過光の輝度が拡散反射光の輝度を上回る角度範囲が、観察者が視認できる角度範囲となる。
In the narrow-field mode shown in FIG. 2A, the light collimated by the optical member included in the
又、図２（ｂ）に示される広視野モードでは、バックライト光源１７からの透過光が広い角度範囲に出射されるように調整される。この図２（ｂ）において、拡散反射光輝度５２は狭視野モードと同一である。ちなみに、この場合においても透過光輝度５１および拡散反射光輝度５２のピークが、表示パネル１１とのなす角度が直角である点に一致するように調整されている。また、狭視野モードと広視野モードとで透過光輝度５１のピーク値がほぼ一致するように、バックライト光源１７の発光輝度を調整している。
Further, in the wide field mode shown in FIG. 2B, the transmitted light from the
そして、実際の現場では、これらの透過光と拡散反射光とが重畳された光を、ユーザが視認する。このため、ユーザが表示画面を視認できる角度範囲（視認角度範囲）は、透過光輝度５１が拡散反射光輝度５２も大きい範囲である。
In an actual site, the user visually recognizes the light in which the transmitted light and the diffuse reflected light are superimposed. For this reason, the angle range (viewing angle range) in which the user can visually recognize the display screen is a range in which the transmitted
図２（ａ）に示される狭視野モードにおいて、透過光輝度５１が拡散反射光輝度５２も大きくなる範囲は、表示パネル１１とのなす角度が直角である点付近の狭い角度範囲に限定される。これは、本来の透過光輝度分布５１よりも狭い角度範囲を視認角度範囲に限定している。これに対して、図２（ｂ）に示される広視野モードでは、表示パネル１１前面の広い範囲にわたって透過光輝度５１が拡散反射光輝度５２よりも大きく、透過光の輝度分布がそのまま視認角度範囲となる。また、透過光輝度５１が拡散反射光輝度５２よりも大きくなる範囲を調整すれば、視認角度範囲の調整が可能となる。
In the narrow-field mode shown in FIG. 2A, the range in which the transmitted
この視認角度範囲を調整する手段として、拡散反射部１９における拡散反射率が挙げられる。例えば、図１（ａ）のように拡散反射部１９が表面に凹凸を形成することで設けられている場合には、この凹凸の形状を調整することにより、拡散度を調整し、拡散反射率を制御することができる。図１（ｂ）のように拡散反射部１９が表面の一部に拡散反射領域２２を設けた構造である場合は、拡散反射領域２２と当該拡散反射領域２２以外の領域との面積比によって、拡散反射率を制御することができる。他にも、たとえば拡散反射部１９における光学部材の寸法や屈折率などによって、また、透明な反射ホログラムの屈折率差を制御することで拡散反射率を制御する方法もある。
As a means for adjusting the viewing angle range, the diffuse reflectance in the diffuse
前述した従来技術では、拡散反射光を利用していないため、狭い視野角を得るためには、単に透過光をコリメートして高い指向性の光としていた。ここで、コリメートとは、ビーム光が平行状態になるように光学調整することをいう。このため、図９に開示したように、透過光をコリメートする遮光ユニットにある程度以上の厚さ（高さ寸法）が必要となり、薄型化における障害になっていた。
これに対して、本実施形態では、前面側光源から照射された光を拡散反射部１９によって拡散反射させた拡散反射輝度を透過光の輝度と重畳させることにより、狭視野時の視認角度範囲を制限できるので、高い指向性の光を得られる光学部材を使用する必要がなく、薄型化が可能となっている。
In the above-described prior art, since diffuse reflected light is not used, in order to obtain a narrow viewing angle, the transmitted light is simply collimated to obtain highly directional light. Here, collimating means optical adjustment so that the beam light is in a parallel state. For this reason, as disclosed in FIG. 9, the light-shielding unit that collimates the transmitted light needs to have a certain thickness (height dimension), which has been an obstacle to thinning.
On the other hand, in the present embodiment, the diffusion reflection luminance obtained by diffusing and reflecting the light emitted from the front-side light source by the diffuse
また、拡散反射部１９は図１（ａ），図１（ｂ），図１（ｃ）に開示したような簡単な構造の光学部材であるので、この拡散反射部１９を設けることによるコスト増は少ない。ここで、表示パネル１１は前述のように特別な構造を持たない通常の表示パネルでよく、また表示パネル１１の液晶駆動回路（図示せず）も通常の１系統のものでよい。従って、本実施形態にあっては、その具体化に際しては従来のような大幅なコスト増を伴うものはない。
Further, since the diffuse
図３は、図２に示された透過光輝度５１および拡散反射光輝度５２の調整のもう一つの例を示すグラフである。図３（ａ）に示される狭視野モードから図３（ｂ）に示される広視野モードに移行する際、拡散反射光輝度５２は分布形状をほぼ同一として、輝度の絶対値を小さくしている。具体的には、前面側光源１８が表示パネル１１を照射する輝度を調整することによって達成できる。
FIG. 3 is a graph showing another example of adjustment of the transmitted
また、拡散反射部１９の拡散反射率の調整に加えて、前面側光源１８の輝度の調整を併用すれば、視野角度範囲の調整可能な範囲を大きくすることが可能である。もちろん、図２と同様にバックライト光源１７の輝度の調整を併用してもよい。いずれの場合も、透過光自体の指向性の高さの調整は伴わない。
In addition to the adjustment of the diffuse reflectance of the diffuse
図４に示す液晶表示装置１は、図１に開示した液晶表示装置の一部であるバックライト光源１７の構成をより詳しく示す全体構成図である。
この図４において、バックライト光源１７は、面光源２６、光束制御手段２５、および透明−拡散制御素子２７からなる。面光源２６から発せられた光は、光束制御手段２５によってコリメートされた後、透明−拡散制御素子２７に入射する。
The liquid
In FIG. 4, the
透明−拡散制御素子２７は、外部からの電圧の印加により、透明状態と散乱状態とを切り替えられる。光束制御手段２５によってコリメートされた光が透明状態の透明−拡散制御素子２７に入射すると、そのままの指向性を保って出射され、透過光として表示パネル１１に入射する。このため、液晶表示装置１は図２（ａ）で開示した狭視野時の状態（狭視野モード）となる。
これに対して、光束制御手段２５によってコリメートされた光が散乱状態の透明−拡散制御素子２７に入射すると、広い角度範囲に拡散して出射され、透過光として表示パネル１１に入射する。このため、表示装置１は図２（ｂ）で示した広視野時の状態（広視野モード）となる。
The transparent-
On the other hand, when the light collimated by the light beam control means 25 is incident on the transparent-
以上のように、透明−拡散制御素子２７を使用すれば、電気的に狭視野モードと広視野モードとを切り替えることが可能となる。また、前述のように光束制御手段２５は、高い指向性の光を得られるものでなくてもよいので、薄型化しやすい。
As described above, when the transparent-
次に、上記実施形態の内容を更に具体化した実施例について説明する。ここで、上述した実施形態の場合と同一の構成要素については同一の符号を用いるものとする。
［第１実施例］
図５に、第１実施例を示す。
この図５に示す第１実施例では、液晶表示装置１ａを構成する各構成要素は、上方が光学的に開放された筐体２ａに収容されている。
Next, examples in which the contents of the above embodiment are further embodied will be described. Here, the same reference numerals are used for the same components as in the above-described embodiment.
[First embodiment]
FIG. 5 shows a first embodiment.
In the first embodiment shown in FIG. 5, each component constituting the liquid
この図５において、液晶表示装置１ａは、主構成要素である液晶型の表示パネル１１が、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板１２４、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１２５、液晶層１２６、カラーフィルタ層１２７、カラーフィルタ基板１２８、および拡散反射部１９とを含んで構成されている。ここで、拡散反射部１９は、拡散ビーズにより凹凸表面２１が形成された拡散反射フィルム２０により構成されている。ここで、この拡散反射フィルム２０は、全光線透過率９０％、ヘイズ値が４６％の光学特性を有しており、透過性と拡散性を兼ね備えている。この表示パネル１１の各構成要素は、図５に示すように、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板１２４上に順次積層されて組み込まれている。
In FIG. 5, the liquid
この内、ＴＦＴ基板１２４はＴＦＴ１２５を支える基板であり、又、カラーフィルタ基板１２８はカラーフィルタ層１２７を支える基板である。
表示パネル１１は、ＴＦＴ１２５によって液晶層１２６に電圧を印加して偏光状態を変更し、これをピクセル色に対応したカラーフィルタ層１２７と組み合わせることにより、カラー表示を実現している。
Among these, the
The
又、液晶表示装置１ａは、表示パネル１１の下面側に、図５に示すようにバックライト光源１７を備えている。このバックライト光源１７は、図５に示すように、下方から上方に向けて順次積層された面光源２６，光束制御手段２５，及び透明−拡散制御素子２７により構成されている。
この内、面光源２６は、少なくともエッジライト光源１２０および導光板１０４とにより構成されている。又、本第１実施例では、光束制御手段２５はルーバ１２１によって構成され、透明−拡散制御素子２７は散乱型液晶層１０２によって構成されている。
更に、エッジライト光源１２０は、代表的には冷陰極管もしくはＬＥＤなどのような白色光源で構成されている。又、導光板１０４は、エッジライト光源１２０から発せられた光を反射および散乱することによって、面光源２６を構成する。
Further, the liquid
Among these, the
Furthermore, the
ルーバ１２１は、遮光層１２２と透明層１２３とで構成される。遮光層１２２は面光源２６から発せられた光を遮光し、透明層１２３は面光源２６から発せられた光をコリメートして通過させてから散乱型液晶層１０２に入射させるように構成されている。
The
散乱型液晶層１０２（透明−拡散制御素子２７）は、液晶相と高分子相とが入り組んだ構造を有し、液晶相と高分子相の屈折率が不整合の場合に白濁散乱状態を呈する。この散乱型液晶層１０２に電圧を印加すると、液晶相が動作して、液晶相と高分子相の屈折率が整合して透明状態を呈する。つまり、電圧を印加すると透明状態となり、そうでない場合は散乱状態となる。
これにより、この散乱型液晶層１０２による透明状態若しくは非透明状態（散乱状態）が、下記のように透過光に対する狭視野モードと広視野モードに設定として具現化されて利用されることとなる。
このような構成の液晶表示装置１ａは、その内容から明らかのように前述した図１（ａ）に開示した基本的構造を適用したものである。
The scattering-type liquid crystal layer 102 (transparent-diffusion control element 27) has a structure in which a liquid crystal phase and a polymer phase are intricate, and exhibits a cloudy scattering state when the refractive indexes of the liquid crystal phase and the polymer phase are mismatched. . When a voltage is applied to the scattering-type
As a result, the transparent state or non-transparent state (scattering state) of the scattering-type
As apparent from the contents, the liquid
前述した液晶表示装置１ａでは、ＬＥＤ素子を矩形枠状に配したＬＥＤアレイ１３０で前面側光源１８を構成し、表示パネル１１の前面を照明するように配置されている。本第１実施例では、ＬＥＤアレイ１３０は、常時一定の輝度で点灯した状態に設定されている。 一方、散乱型液晶層１０２への供給電力（電圧供給）は、狭視野モードと広視野モードとを切り替えるときに調整する。即ち、狭視野モードにする場合は、散乱型液晶層に電圧を供給して散乱型液晶層１０２を透明状態にする。これにより、図２（ａ）に示した狭視野モードとなる。又、広視野モードにする場合は、散乱型液晶層への電圧の供給を停止して散乱型液晶層１０２を散乱状態とする。これにより、図２（ｂ）に示した広視野モードとなる。
In the liquid
一方、エッジライト光源１２０の発光輝度は、供給する電流を変化させることにより、狭視野モードの場合と比べて広視野モードの場合に強くすることができる。これによって図２（ｂ）に示したように透過光輝度５１を調整して視野角度範囲を調整できる。また拡散反射光輝度５２は、ＬＥＤアレイ１３０の輝度を設計段階で調整することによって、又は装備された複数のＬＥＤの適当数を消灯又は点灯制御することにより調整されるようになっている。
On the other hand, the emission luminance of the
次に、本第１実施例の動作等について説明する。
この第１実施例における液晶表示装置１ａでは、ＬＥＤアレイ１３０は常時点灯させる。同時に、散乱型液晶層１０２およびＬＥＤアレイ１３０への供給電力は、狭視野時及び広視野時に調整する。即ち、狭視野時には散乱型液晶層１０２（透明−拡散制御素子２７）に電圧を供給して当該散乱型液晶層１０２を透明状態にする。これによって、指向性の高い透過光が表示パネル１１を通過し、図２（ａ）に示すような指向性の鋭い透過光の状態が得られる。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
In the liquid
ここで、図２（ａ），（ｂ）における拡散反射フィルム２０からの拡散反射光の光量は、ＬＥＤアレイ１３０の輝度を選択設定することにより調整される。そして、図２（ａ）に示すように、視認角度範囲は、このＬＥＤアレイ１３０の輝度を調整することによって得られる拡散反射光の輝度５２の大小によって自在に調整され設定されるようになっている。ただし、本実施例では、狭視野時と広視野時の両方において拡散反射光の光量が一定となるように設定している。
又、広視野時には、散乱型液晶層１０２（透明−拡散制御素子２７）への電圧供給は停止する。これにより、散乱型液晶層１０２は散乱状態となる。同時に、エッジライト光源１２０の発光輝度を強くすることにより、透明光輝度が増加し、図２（ｂ）に示す状態となり、視認角度範囲が広視野状態に設定される。その他の構成およびその作用効果は前述した図１の実施形態の場合と同一となっている。
このように、本第１実施例にあっても、前述した実施形態の場合と同等に機能し且つ同等の作用効果を備えた液晶表示装置１ａを得ることができる。
Here, the light quantity of the diffuse reflection light from the diffuse
In the wide field of view, the voltage supply to the scattering liquid crystal layer 102 (transparent-diffusion control element 27) is stopped. Thereby, the scattering-type
Thus, even in the first example, it is possible to obtain the liquid
［第２実施例］
図６に、第２実施例を示す。
ここで、上述した第１実施例と同一の構成部材については同一の符号を用いるものとする。
[Second Embodiment]
FIG. 6 shows a second embodiment.
Here, the same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment described above.
この図６において、液晶表示装置１ｂは、主構成要素である液晶型の表示パネル１１が、ＴＦＴ基板１２４、ＴＦＴ１２５、液晶層１２６、カラーフィルタ層１２７、カラーフィルタ基板１２８、および拡散反射部１９とを含んで構成されている。
ここで、拡散反射部１９は、表示パネル１１に面してマトリクス状に配置された拡散反射マトリクス２２を備えた拡散反射フィルム２０により構成されている。この拡散反射マトリクス２２は、図６では耐久性増大を意図して表示パネル１１に面して設けられているが、拡散反射フィルム２０の上面側（反射光源側）に設けてもよい。
この拡散反射マトリクス２２は、本第２実施例では拡散反射インクで形成されている。又、カラーフィルタ層１２７にも、各画素毎に拡散反射ブラックマトリクス１２７ａ，１２７ａが配置され、反射光を適度に反射分散し、これにより、各画素の鮮明度が維持されている。
この表示パネル１１の各構成要素は、図６に示すように、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板１２４上に、上記ＴＦＴ１２５、液晶層１２６、カラーフィルタ層１２７、・・・が、順次積層されて組み込まれている。
In FIG. 6, the liquid
Here, the diffuse
The diffuse
As shown in FIG. 6, each component of the
この第２実施例における液晶表示装置１ｂは、表示パネル１１の下面側に、図６に示すようにバックライト光源１７を備えている。このバックライト光源１７は、図６に示すように、下方から上方に向けて順次積層された面光源２６，光束制御手段２５，及び透明−拡散制御素子２７により、構成されている。これら光束制御手段２５、面光源２６、透明−拡散制御素子２７の各構成は、図５に示す第１実施例の場合と同一のものが使用されている。この内、面光源２６は、導光板１０４とエッジライト光源１２０とを含んで構成されている。
The liquid
又、符号１３５はエッジライト光源１２０用のエッジライト電流源を示し、符号１３５Ａは輝度調整手段を示す。この輝度調整手段１３５Ａは、制御部１３２に付勢されて作動しエッジライト電流源１３５の通電電流を制御して透過光の輝度を調整する機能を備えている。
更に、符号１３４は前面側光源であるＬＥＤアレイ１３０のＬＥＤアレイ電流源を示し、符号１３４Ａは前面側光源輝度調整手段を示す。この前面側光源輝度調整手段１３４Ａは、制御部１３２に付勢されて作動しＬＥＤアレイ電流源１３４の通電電流を制御して拡散反射光の輝度（拡散反射輝度）を調整する機能を備えている。
Further,
そして、この液晶表示装置１ｂでも、前述した第１実施例（図５）の場合と同様に、ＬＥＤ素子を矩形枠状に配したＬＥＤアレイ１３０で前面側光源１８を構成し、図６に示すように表示パネル１１の上面側に配置され当該表示パネル１１の前面を斜めから照明するように装備されている。そして、ＬＥＤアレイ１３０（前面側光源１８）からの光は、主に前述した拡散反射部１９のマトリクス状に配置された拡散反射マトリクス２２部分から反射され、図３（ａ），図３（ｂ）に示す拡散反射光輝度５２として測定される。
このような構成の液晶表示装置１ｂは、その内容から明らかのように、前述した図１（ｂ）に示した基本的構造を適用したものである。
Also in this liquid
As is clear from the contents of the liquid
次に、本第２実施例の動作等について説明する。
この第２実施例における液晶表示装置１ｂでは、前述した第１実施例における面光源と同様に構成され、エッジライト光源１２０と導光板１０４とから成る面光源２６を備えている。そして、エッジライト光源１２０は、エッジライト電流源１３５からの電流供給により点灯される。又、ＬＥＤアレイ１３０は、ＬＥＤアレイ電流源１３４から電流を供給される。散乱型液晶層１０２（透明−拡散制御素子２７）は、透明状態であるときには散乱型液晶層駆動部１３３から電圧を供給される。制御部１３２は、エッジライト電流源１３５、ＬＥＤアレイ電流源１３４および散乱型液晶層駆動部１３３を制御し、各々が対象物に対して供給する電流もしくは電圧を変化させる。
Next, the operation of the second embodiment will be described.
The liquid
そして、狭視野モードがユーザによって外部から選択設定されると、制御部１３２はエッジライト電流源１３５、ＬＥＤアレイ電流源１３４および散乱型液晶層駆動部１３３の各々を制御し、まずエッジライト電流源１３５の電流値を狭視野モード用の低電流値とする。続いて散乱型液晶層駆動部１３３から散乱型液晶層１０２に電圧を供給し、散乱型液晶層１０２を透明状態とする。更に、ＬＥＤアレイ電流源１３４の電流値を高出力に設定して、ＬＥＤアレイ１３０の照明輝度を高く設定する。これにより、液晶表示装置１ｂは図３（ａ）に示した狭視野モードとなる。
When the narrow field mode is selected and set from the outside by the user, the
一方、広視野モードがユーザによって外部から選択設定されると、制御部１３２はエッジライト電流源１３５、ＬＥＤアレイ電流源１３４および散乱型液晶層駆動部１３３の各々を制御し、まずエッジライト電流源１３５の電流値を広視野モード用の高電流値とする。続いて散乱型液晶層駆動部１３３から散乱型液晶層１０２の電圧の供給を停止し、散乱型液晶層１０２を散乱状態とする。また、ＬＥＤアレイ電流源１３４の電流値を低出力に設定して、ＬＥＤアレイ１３０の照明輝度を低く設定する。これにより、液晶表示装置１ｂは図３（ｂ）に示した広視野モードとなる。
その他の構成およびその作用効果は前述した図５の第１実施例の場合と同一となっている。
このように、本第２実施例にあっても、前述した第１実施例の場合と同等に機能し且つ同等の作用効果を備えた液晶表示装置１ｂを得ることができる。
On the other hand, when the wide-field mode is selected and set from the outside by the user, the
The other configuration and the function and effect are the same as those of the first embodiment shown in FIG.
Thus, even in the second embodiment, it is possible to obtain the liquid
［第３実施例］
図７に、第３実施例を示す。ここで、前述した第２実施例と同一の構成部材については同一の符号を用いるものとする。
ここで、本実施例と第２実施例との相違は、拡散反射部１９に照射する前面側光源が液晶表示装置１ｃを形成する筐体とは、別に配置されていることである。
[Third embodiment]
FIG. 7 shows a third embodiment. Here, the same reference numerals are used for the same components as those of the second embodiment described above.
Here, the difference between the present embodiment and the second embodiment is that the front-side light source that irradiates the diffuse
この図７に示すように液晶表示装置１ｃには、上述した第２実施例の液晶表示装置１ｂ内に配置されていた前面側光源１８が液晶表示装置１ｃの外部に配置された外部照明器１３７により構成されている。そして、外部照明器１３７の輝度は、液晶表示装置１ｃ内の制御部１３２に制御されて前面側光源輝度調整手段１３８Ａが作動し外部照明電源１３８の通電電流が調整されて、その大小が設定されるようになっている。又、表示パネル１１は前述した第２実施例の場合と同様に、散乱型液晶層駆動部１３３によって、その表示内容が全面的に表示駆動されるように構成されている。その他の構成及びその作用効果は、前述した第２実施例の場合と同一となっている。
As shown in FIG. 7, in the liquid crystal display device 1c, an external illuminator 137 in which the front-
この第３実施例では、前述したように、拡散反射光と透過光とを重畳して出力表示し、狭視野モードと広狭視野モードとを、制御部１３２が表示パネル１１およびバックライト光源１７を自在に駆動制御することによって設定する。そして、背後からの透過光の輝度が拡散反射光の輝度を上回る角度範囲を調整するようにすることにより、例えば狭視野モード時には拡散反射光の輝度を調整することによって透過光の視野角度範囲（指向性）を自在に設定し得るという効果を得ることができ、前述した各実施例の場合と同様に、表示パネル１１の斜め周囲に居る者に対しては、拡散反射光のみが出力され、重要な情報を含む透過光は遮蔽されるという利点がある。
In the third embodiment, as described above, the diffuse reflected light and the transmitted light are superimposed and output for display, and the
［応用例］
図８は、本発明を液晶型の表示装置に実施した場合の応用例を示す説明図である。例えば図８（ａ）では携帯電話端末２０１のディスプレイ２０２について実施された場合を、又、図８（ｂ）ではノートブックＰＣ２１１のディスプレイ２１２について実施された場合をそれぞれ示す。これは、上述した第１乃至２の各実施例に係る液晶表示装置の典型的な応用である。他にも、たとえばゲーム機、音楽プレーヤー、カーナビゲーション車載器、ＤＶＤ再生機、時計、テレビジョン受信機、デジタルカメラなどに適用できる。また、実施例３の応用例として、現金自動預け払い機、券売機や各種情報端末機など産業用の表示装置を備えた電子機器全般に上記液晶表示装置を適用することができる。
[Application example]
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an application example when the present invention is applied to a liquid crystal display device. For example, FIG. 8A shows a case where it is implemented for the
ここで、本発明にかかる表示装置については、これを特にバックライト光源を必要とする液晶パネルを装備した表示装置について実施した場合を例示したが、同等に機能する他の非自発光型の表示装置（光源の方式が一部異なる場合もあるが）について実施したものであってもよい。 Here, as for the display device according to the present invention, a case where the display device is implemented particularly for a display device equipped with a liquid crystal panel that requires a backlight light source is exemplified. However, other non-self-luminous displays that function equally It may be implemented for the apparatus (although the light source system may be partially different).
液晶等の表示装置を利用した電子機器全般に適用できる。 It can be applied to all electronic devices using a display device such as a liquid crystal.
１、１ａ、１ｂ、１ｃ 表示装置としての液晶表示装置
２ａ、２ｂ、２ｃ 筐体
１１ 表示パネル（液晶表示パネル）
１７ バックライト光源
１８ 反射光源
１９ 拡散反射部
２０ 拡散反射フィルム
２１ 凹凸表面
２２ 拡散反射領域（拡散反射マトリクス）
２３ 透明な反射型ホログラムフィルム
２５ 光束制御手段
２６ 面光源
２７ 透明−拡散制御素子
１０２ 散乱型液晶層
１０４ 導光板
１２０ エッジライト光源
１２１ ルーバ
１２２ 遮光層
１２３ 透明層
１３０ ＬＥＤアレイ
１３２ 制御部
１３３ 散乱型液晶層駆動部
１３４ ＬＥＤアレイ電流源
１３４Ａ，１３８Ａ 前面側光源輝度調整手段
１３５ エッジライト電流源
１３５Ａ 輝度調整手段
１３７ 外部照明器
１３８ 外部照明電源
２０１ 携帯電話端末（電子機器）
２１１ ノートブックＰＣ（電子機器）
1, 1a, 1b, 1c Liquid crystal display device as
17
DESCRIPTION OF
211 Notebook PC (electronic equipment)
Claims (9)
前記表示パネルの前面側に、背面側からの光を透過しつつ前面側から照射される光を拡散反射する拡散反射部を設けると共に、
前記表示パネルの前面側に向けて斜め方向から光を照射する前面側光源を、前記表示パネルの前面側に配置し、
前記前面側光源に、前記バックライト光源の前記透過光の指向性の調整に合わせて前記前面側光源の輝度を調整する前面側光源輝度調整手段を備えたことを特徴とする表示装置。 A display panel, and a backlight light source that is arranged along the display panel on the back surface of the display panel and switches and outputs the transmitted light with different directivity toward the display panel;
Wherein the front side of the display panel, Rutotomoni provided diffuse reflection portion for diffuse reflection of light irradiated from the front side while transmitting light from the back side,
A front-side light source that irradiates light from an oblique direction toward the front side of the display panel is disposed on the front side of the display panel,
A display device comprising: a front-side light source brightness adjusting unit that adjusts brightness of the front-side light source in accordance with adjustment of directivity of the transmitted light of the backlight light source.
前記前面側光源が、前記筐体とは別個に配置された外部照明器であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。 A housing for housing the display panel and the backlight source;
The display device according to claim 1 , wherein the front-side light source is an external illuminator arranged separately from the housing.
前記前面側光源の輝度を両表示モードにおいて、一定とすることを特徴とした、請求項１に記載の表示装置。 The backlight light source includes a luminance adjusting unit that adjusts the luminance of the transmitted light in accordance with the adjustment of the directivity of the transmitted light, and the luminance adjusting unit is configured to change the directivity of the transmitted light when the directivity of the transmitted light is switched. The light intensity is set to be stronger in the wide-field display mode than in the narrow-field display mode.
The display device according to claim 1 , wherein the luminance of the front light source is constant in both display modes.
前記表示パネルを液晶パネルで構成したことを特徴とした表示装置。 The display device according to any one of claims 1 to 7 ,
A display device comprising the liquid crystal panel as the display panel.
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