CN101042490A - 光学元件、显示装置以及终端装置 - Google Patents

Abstract

在显示装置的显示面板中，沿着x轴方向以及y轴方向周期排列有多个像素，由于光在各像素中开口部分以外的部分被遮断，所以，显示面板具有二维栅格结构。像素是矩形，x方向的长边长度Px比y方向的短边长度Py大。在显示面板上放置有将透明区域和不透明区域以一维方式周期排列而构成的遮板，遮板所具有的一维周期方向与x轴所成角度为45度或更小，优选为10度或更小。由此，可得到方向性高、降低莫尔条纹且具有高透过率的光学元件。还可以实现组装所述光学元件而具有出色显示质量的显示装置。

Description

光学元件、显示装置以及终端装置

技术领域

本发明涉及一种降低莫尔条纹(moire)来实现优越的显示质量的显示装置。

背景技术

随着近来技术的发展，显示面板广泛应用于多种装置中，包括监视器、电视和其他大型终端装置；笔记本型PC(个人计算机)、自动提款机、、自动贩卖机和其他中型终端装置；以及个人TV(电视)、PDA(个人数字助理：个人信息终端)、移动电话、移动游戏机和其他小型终端装置。由于使用了液晶的液晶显示装置具有薄型、轻量、小型以及低能耗等优点，所以在终端装置中特别普遍。

在这些终端装置中，从特性方面讲，中小型终端装置不仅会在高度安全的密室中使用，也会在公共场所使用。此时，有必要防止隐私信息以及秘密信息的显示被第三方看到。特别是近年来随着终端装置进来的技术发展，隐私信息以及秘密信息显示的场合增多，对防止窥视技术的需求也在增强。鉴于此，提出了下述的显示装置、以及应用于该显示装置的防止窥视的光学部件，所述显示装置通过减小显示可见的角度范围，可以使得只有位于正面或其他特定方向的用户能够观看，并防止来自其他方向的窥视。

图1是示出了日本专利申请公开No.2003-131202中公开的常规防止窥视装置的示意性剖视图。如图1所示，常规防止窥视装置具备：薄的防眩层1101、粘接于该防眩层1101的背面的薄的、高度半透明的粘贴层1110、和借助半透明硅酮粘接层1120与防眩层1101的表面粘接成一体的薄半透明层1130。另外，防眩层1101、粘贴层1110以及半透明层1130分别是柔性薄板状或薄膜状。

防眩层1101是通过将沿横向交替地排列的多个透明硅酮橡胶薄板1102和多个着色硅酮橡胶薄板1103彼此一体化而形成的，透明硅酮橡胶薄板1102与着色硅酮橡胶薄板1103的结合面相互平行。粘贴层1110拆装自如地粘贴在未图示的信息显示体的液晶显示器上，该粘贴层1110的贴合面由镜面状且平滑的半透明粘接面1111形成。

透明硅酮橡胶薄板1102和着色硅酮橡胶薄板1103的宽度(沿图1横向的厚度)，鉴于下述事实来选择：防眩层1101的透明性和平行光线透过率由透明硅酮橡胶薄板1102的宽度与着色硅酮橡胶薄板1103的宽度的比率决定，以及视角的范围由透明硅酮橡胶薄板1102的折射率和宽度以及防止窥视装置的总厚度决定。具体而言，透明硅酮橡胶薄板1102形成为宽100～200μm，优选的是120～150μm。着色硅酮橡胶薄板1103形成为宽10～50μm，优选的是10～30μm。当透明硅酮橡胶薄板1102和着色硅酮橡胶薄板1103的宽度是这样的数值时，可以赋予防眩层1101透明性、基本上80％或更高、或者最大为85％或更高的平行光线透过率、以及90～120度的可视角范围。

鉴于可视角范围、半透明性以及操作属性，这种常规信息显示体的防止窥视装置，形成为具有0.15～0.5mm左右的厚度。在粘贴于小且薄的移动电话等的液晶显示器的情况下，更优选的是0.15～0.3mm左右的厚度。

在上述配置中，由于以一定角度射入防止窥视装置的光，会被由着色硅酮橡胶薄板1103形成的遮板(louver)结构吸收，所以，不会从窥视防止体射出。具体地，防眩层1101发挥防止窥视效果。例如，当在信息显示体的液晶显示器上安装了窥视防止体时，用户旁边存在的第三方不可能或很难从旁边窥视或读取所显示的信息。因此，因为不会向第三者泄漏信息显示体上显示的信息，所以信息显示体的用户可以不必担心被窥视而安心监控或发送信息。

图3是示出了日本专利申请公开No.60-159702中公开的具备防止窥视用方向光学滤光器的常规显示装置的示意性立体图，图2是示出了方向光学滤光器相对显示装置的显示面的放置的俯视图。如图3所示，常规的具备方向光学滤光器的显示装置由方向光学滤光器2141、荫罩CRT(阴极射线管)2147构成，其中方向光学滤光器2141具有：在内部具有多个光吸收面的透明滤板2143、2145。另外，为了对透明滤板2143、2145赋予结构上的强度，在一对附加透明薄板2151、2152之间放置透明滤板2143、2145。

透明滤板2143、2145在内部具有多个光吸收面，这些光吸收面被排列成遮断以特定角度或更大角度入射到透明滤板2143、2145的光。并且，透明滤板2143、2145的光吸收轴被排列成相互垂直。

如图2所示，在荫罩CRT的显示面排列有多个像素，像素是由荫罩和荧光物质涂层创建的荧光点2113。荧光点2113沿着多个水平列2117、2118、2119相互以等间隔排列，该水平列的组规则地反复排列。而且，荧光点2113形成由隔开等距离的三点组成的多个组，各组内的荧光点2113的中心形成正三角形的顶点。三点的每一个显示红、绿或蓝的不同原色光。因此，水平列2117、2118、2119中的荧光点的排列关系是：形成相对在荧光点之间水平延伸的水平线2123以60度的角度倾斜的线2121。透明薄板2143的光吸收轴被设定为相对水平线2123以15度的角度倾斜的线2131，另外，透明薄板2145的光吸收轴被设定为相对水平线2123以75度的角度倾斜的线2133。

在具备上述配置的方向光学滤光器的显示装置中，相对水平线2123以45度的角度倾斜的线2125，通过水平列2117的单个荧光点2113，横穿与其荧光点沿垂直方向与水平列2117的荧光点对齐的下一列2119的荧光点2113的正中。垂直线2127的情况也相同。同样，与通过特定组的荧光点2113的线平行的任何线，均在相同位置横穿各点。因此，当来自荧光点2113的、与线2121到2127的任意一条平行的线对齐的光被遮断时，光遮断的规则图案沿着该线形成。与之相对，由于透明薄板2143的光吸收轴被设定为相对水平线2123以15度的角度倾斜的线2131、透明薄板2145的光吸收轴被设定为相对水平线2123以75度的角度倾斜的线2133，所以，不会发生光遮断的规则图案。由此，可抑制在CRT的显示面发生莫尔条纹图案。

在上述配置的具备方向光学滤光器的显示装置中，通过将方向光学滤光器的结构方向相对像素的排列方向而倾斜，减小了莫尔条纹，提高了显示质量。

图4是示出了日本专利No.2622762中公开具备光(light)控制薄膜的常规光栅显示装置的示意性结构图，图5是示出了光控制薄膜相对显示装置的显示面的放置的俯视图，图6是示出了显示装置的光栅和光控制薄膜的条纹所成的角度β，与莫尔条纹的间距p之间的关系的曲线图。

如图4所示，例如，常规具备光控制薄膜的光栅显示装置，安装于车载信息显示系统中，该车载信息显示系统由车辆状态检测装置3101、具有使间距为a而对齐的光栅的CRT显示器或其他光栅显示器3102、根据所检测到的车辆状态产生显示用视频信号的信息显示控制器3103、控制入射光的光控制薄膜3104、和操作输入装置3106构成。另外，参考数字3105指示用户。

光控制薄膜3104对入射的光进行控制，其透过光的部分和遮蔽光的部分以规定间距排列为交替条纹状。而且，光控制薄膜3104被配置成条纹的延伸方向相对光栅显示器的光栅方向，以规定角度β，例如10度左右倾斜。这里，相对光栅的间距a，条纹的间距为a×k。如图5所示，从正面观察光栅显示器3102和光控制薄膜3104时，光栅(由直线A指示)和条纹(由直线B指示)的交叉处产生间距为p的莫尔条纹条，由虚线C指示该莫尔条纹条。在光栅延伸的方向与条纹的延伸方向所成角度β相对小的情况下，莫尔条纹条的间距p可根据下述公式1算出。

【公式1】

p＝|a*k/cos(β)|/(tan(β)²+(1-k/cos(β))²)

图6示出了挡β为变量、k为参数时计算的莫尔条纹条的间距p(mm)的示例。如图6所示，莫尔条纹条的间距p随着角度β的增加而减小，而与k的大小无关。如果将莫尔条纹条的间距p设定为与光栅的间距相同、或比其小，则莫尔条纹条对于用户更加不可见。当光栅的间距a范围为零点几毫米到几毫米时，为了使p小于几毫米，角度β必须大于3度左右。但是，由于必须以一定角度切割光控制薄膜，所以，当角度β太大时，制造工艺的效率会降低。

在其中多个像素排列成二维/周期性图案的用于显示任意图像的图像显示装置、以及其中在该图像显示装置的显示面上交替以规定间距将透过光的部分和遮蔽光的部分排列为条纹状而构成的控制薄膜的信息显示装置中，通过使控制薄膜的条纹延伸方向相对图像显示装置的像素排列方向倾斜3度或更大角度，可以减小莫尔条纹条的间距，从而用户能够舒服地辨认保持良好的可见度的显示图案。

图7是示出了日本专利申请公开No.9-244018所述的常规视角控制型液晶显示装置的示意性剖视图，图8是示出了日本专利申请公开No.9-244018所述的常规视角控制型液晶显示装置所使用的照明装置的示意性立体图。另外，图9是示出了日本专利申请公开No.9-244018所述的常规视角控制型液晶显示装置的示意性立体图。

如图8所示，常规视角控制型液晶显示装置4101由液晶显示元件4102、散射控制元件(散射控制装置)4103、和照明装置(背光灯)4104构成。散射控制元件4103放置在液晶显示元件4102与照明装置4104之间。如图8所示，照明装置4104放置在散射控制元件4103的下方，具备：带遮光狭缝(slit)的薄板(半透明板)4120、以及照射部4121。在照射部4121中设置有荧光管或其他光源4122，并设置有用于使来自光源4122的光出射并将其引导至带遮光狭缝的薄板4120的光出射面4123，以及放置在面对光出射面4123的面、用于使来自光源4122的光反射的反射板4124。在带遮光狭缝的薄板4120中，在半透明的薄板一个面上相互平行地排列多个遮光部件。遮光部件延伸的方向与垂直于显示部的方向一致。由此配置常规视角控制型液晶显示装置4101，以在液晶显示元件4102与带遮光狭缝的薄板(半透明板)4120之间放置散射控制元件4103的(参照图9)。

在日本专利申请公开No.9-244018所述的常规视角控制型液晶显示装置中，从光源4122发出的光从照射部4121的光出射面4123出射，经由带遮光狭缝的薄板4120照射到散射控制元件4103。在从光出射面4123射出的光透过带遮光狭缝的薄板4120时，为了提高透过光的平行度，该带遮光狭缝的薄板4120从相对光入射面大幅倾斜的方向对入射的光进行遮断。即，在与该带遮光狭缝的薄板4120的面垂直的方向能得到平行度高的透过光。接着，从照明装置4104射出的光入射到散射控制元件4103。散射控制元件4103根据施加电压的有无对入射光线的散射性进行控制。在散射控制元件4103处于散射状态时，来自照明装置4104的光通过散射控制元件4103而被散射，在散射控制元件4103处于透明状态时，来自照明装置4104的光不被散射。

在上述配置的视角控制型液晶显示装置4101中，当散射控制元件4103处于散射状态时，从照明装置4104射出的高度准直的光被散射控制元件4103散射，入射到液晶显示元件4102。结果，通过液晶显示元件4102后的光，从显示部的所有视角方向出射，从显示部正前方的位置以外的位置也能够辨认显示内容。与之相对，在散射控制元件4103处于透明状态时，从照明装置4104射出的高度准直的光不被散射性控制元件4103散射，保持高度准直的状态入射到液晶显示元件4102。结果，在从水平方向的左或右以一定角度观察显示部的位置，不透过光，当从这种位置观察时屏幕变暗，因此不能够辨认显示内容。换言之，只有正对显示部的观察者能够辨认显示内容。

如上所述，由于在常规视角控制型液晶显示装置4101中能够利用散射控制元件4103控制光的散射性，所以，可以控制显示内容的视角特性。并且，利用照明装置4104能够将高度准直的光朝向液晶显示元件4102射出，所以，在散射控制元件4103处于透明状态时，能够可靠地得到只有正对显示部的观察者可以辨认显示内容的视角特性。因此，能够得到对显示特性的视角依赖性小、且能够在整个视角方向上均匀保持显示特性的状态和仅从正对显示画面的位置能够确认显示内容的状态之间进行任意切换的液晶显示装置。

但是，上述的常规技术中存在下述的问题点。

具体地，在日本专利申请公开No.2003-131202所述的现有的具备窥视防止体的显示装置中，由于构成作为光线方向限制元件的窥视防止体的着色硅酮橡胶薄板和显示装置的像素，产生明显的莫尔条纹，导致显示质量大幅降低。

用于创建高度方向性显示器的常规技术包括将其中透明部分和遮光部分成一维排列的遮板设置在显示面板中，但遮板结构和像素结构产生莫尔条纹，降低了显示质量。为了有效降低莫尔条纹，在排列显示面板的遮板结构的方向上，采用其间距比像素结构的周期小遮板。但是，由于常规显示面板具有垂直条纹结构，所以像素结构的周期小。结果，必须减小遮板的间距，但由于遮光部分的厚度存在下限，所以，增大了遮板中的遮光部分的比率，降低了透过率。

与之相对，在日本专利申请公开No.60-159702所述的常规的具备方向光学滤光器的显示装置中，通过将方向光学滤光器(用作光线方向限制元件)的光吸收面相对像素行而倾斜，降低了莫尔条纹，提高了显示质量。将该光线方向限制元件相对显示装置的像素行倾斜的这种配置中，在日本专利No.2622762所记载的常规的具备光控制薄膜的显示装置中也同样，可以降低莫尔条纹，提高显示质量。但是，如日本专利No.2622762所述，必须以一定角度切割光线方向限制元件，所以，当倾斜配置的角度增大时，制造工艺效率降低。当增大角度时，防止窥视的方向也偏离垂直和水平方向而倾斜，所以，会给用户带来不适。由于这些原因，实际上不可能以大的角度进行倾斜配置，无法充分降低莫尔条纹。并且，如图6所示，在光线方向限制元件的遮光层的间距与显示装置的像素间距接近的情况下，由于莫尔条纹的周期增大，所以，即使倾斜配置，也无法充分降低莫尔条纹。

同样的问题总是发生具有作为构成元件的光线方向限制元件的显示装置中，所述光线方向限制元件中在与光限制方向垂直的方向上交替地形成有透过光的透明区域和吸收光的吸收区域。具体地，在日本专利申请公开No.9-244018所述的常规视角控制型液晶显示装置中也发生同样的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种降低莫尔条纹且具有高方向性和透光率的光学元件、组装有所述光学元件并具有出色的显示质量的显示装置、和具备所述显示装置的终端装置。

根据本发明的光学元件包括：二维栅格薄板，其通过在第一方向以及与第一方向交叉的第二方向上交替地周期排列透明区域和不透明区域而构成；和光线方向限制元件，其与所述二维栅格薄板重合，通过在与所述二维栅格薄板的面平行的第三方向上交替地周期排列透明区域和不透明区域而构成，其中所述二维栅格薄板的所述第一方向上的最小周期比所述第二方向上的最小周期大，以所述二维栅格薄板的所述第一方向上的最小周期为大小的所述第一方向上的第一基本平移矢量、和以所述二维栅格薄板的所述第二方向上的最小周期为大小的所述第二方向上的第二基本平移矢量、以及以所述光线方向限制元件的所述第三方向上的最小周期为大小的所述第三方向上的第三基本平移矢量的关系是：所述第三基本平移矢量与所述第一基本平移矢量之间的角度为所述第一基本平移矢量与所述第二基本平移矢量之间角度的一半或更小。

所述光线方向限制元件也可以具有在与所述第三方向交叉且平行于所述二维栅格薄板的面的第四方向上交替排列透明区域和不透明区域所依据的周期性，所述光线方向限制元件的所述第四方向上的最小周期比所述第三方向上的最小周期大，所述第二基本平移矢量与以所述光线方向限制元件的所述第四方向上的最小周期为大小的所述第四方向上的第四基本平移矢量之间的角度，是所述第一基本平移矢量与所述第二基本平移矢量之间角度的一半或更小。

根据本发明的显示装置具有所述光学元件，所述二维栅格薄板是显示面板，所述光线方向限制元件是遮板。

显示面板在显示面内具有以二维方式周期排列的多个像素，由于在各像素中开口部分之外遮断光，所以，像素的典型结构可作为二维栅格来处理。根据本申请的显示装置，可降低莫尔条纹、且能够保持高透过率和亮度。并且，利用遮板可提高从显示面板射出或反射的光的方向性，所以，能够防止窥视。

所述显示面板可以是反射型的液晶面板或自发光型的显示面板。而且，显示装置可以配置成从观察者方向按照遮板、显示面板的顺序排列所述遮板和所述显示面板。由此可以方便地将遮板放置在显示面上，从而更便于制造。另外，由于背光灯等不是必要的，所以能够减小组装厚度。

所述显示装置可以具有背光灯，所述显示面板可以是透过型或半透过型的液晶面板。而且，显示装置也可以配置成从观察者方向按照遮板、显示面板的顺序排列所述遮板和所述显示面板。由此可以方便地将遮板放置在显示面上，从而更便于制造。另外，也可以从观察者方向按照显示面板、遮板、背光灯的顺序排列所述显示面板、所述遮板、所述背光灯。由此将遮板放置于显示面板的背面侧，与将遮板放置于显示面板的前侧的情况相比，能够降低因图像显示看起来以遮板厚度凹进设备而而引起的不适。

可以采用如下配置：所述显示面板具有其中像素以矩阵状排列的显示区域，所述二维栅格薄板的所述透明区域是像素的开口部分，所述不透明区域形成在所述像素中形成的具有遮光性的黑矩阵。

优选配置如下：所述显示面板由在显示面内具有滤色器的子像素构成，由所述滤色器形成条纹状颜色图案，由所述子像素划分成栅格的所述显示面板具有以所述子像素的长边和短边为周期的二维平移对称性，所述条纹图案的周期排列方向与该二维平移对称性的两个基本平移矢量中较大基本平移矢量形成80～100度的角度。而且，更优选的是与所述条纹图案的周期排列方向与所述较大基本平移矢量正交。因为单个像素由根据滤色器的颜色数量而分割的多个子像素构成，由于各子像素由开口部分和遮光部构成，所以，子像素的典型结构可作为二维栅格来处理。另外，具有较大大小基本平移矢量与滤色器的条纹图案周期排列方向基本上正交。由此，从而抑制由滤色器的二维颜色排列与遮板的透明/不透明区域的一维周期排列引起的着色莫尔条纹，且可保持高透过率和亮度。

所述显示面板的像素也可以由四种或更多颜色的子像素构成。例如，可在由将划分成四部分的正方形像素中红(R)、绿(G)、蓝(B)、白(W)构成的四色条纹图案中应用这种配置。该情况下，划分的子像素的形状是通过用平行线将正方形四等份而形成的长方形。因此，由子像素构成的二维栅格的两个基本平移矢量具有不同大小。特别是通过采用白色(W)像素，由于可以提高面板的透过率、可增加亮度，所以能够降低背光灯消耗的功率量。

可以采用如下配置：所述显示面板在显示面内具有由三种或更多颜色构成的滤色器；相对在单个像素内设置的一种颜色设置两个或更多的子像素；每个子像素可以由独立的显示信号单独控制。由于可以不直接增加滤色器的饱和度而提高对比度，所以，可降低成本，可以提供能够产生更多色调的优质显示装置。

在优选配置中，所述显示面板是液晶面板，在像素的开口部分设置有用于对液晶进行分割和取向的周期性排列的结构；该周期排列方向与所述第三方向形成80～100度的角度。这样的结构有时设置在广视角型液晶显示装置的像素中，由于一般设置在像素内的结构的间隔比子像素尺寸小，所以，会产生另外的短周期，当将显示面板与遮板层叠时，会产生新的莫尔条纹。上述配置降低了该新的莫尔条纹，能够提供出色的显示质量。

所述显示面板是面内切换(In-Plane Switching)的液晶面板；在像素的开口部分周期性设置有用于产生面内场(in-plane field)或面外场(out-of-plane field)的电极；该周期排列方向与所述第三方向形成80～100度的角度。周期性设置于像素开口部分的电极会在像素内产生新的短周期，在将显示面板与遮板层叠时，产生新的莫尔条纹。上述配置降低了该新的莫尔条纹，能够提供出色的显示质量。

所述显示装置可以具有能够在透过入射光的状态和使入射光散射的状态之间进行切换的透明/散射切换元件。通过将透明/散射切换元件切换为透明状态和散射状态，能够改变显示可视角度的范围，提供了视角可切换型的显示装置，特别降低透明状态下的莫尔条纹，并提供出色的显示质量。

另外，显示装置是透过型或半透过型的液晶显示装置，可以从观察者方向按照显示面板、透明/散射切换元件、遮板、背光灯的顺序排列所述显示面板、所述透明/散射切换元件、所述遮板和所述背光灯。由于将透明/散射切换元件放置于显示面板的背侧，所以，与将透明/散射切换元件放置于显示面板的前侧的情况相比，能够降低由于图像显示看起来以透明/散射切换元件厚度凹进设备而引起的不适。根据本发明的终端装置包括所述显示装置。本发明具有保持高透过率的同时降低莫尔条纹，并具有防止窥视的效果。所以本发明可优选应用于对重要信息进行处理的终端装置。

所述光线方向限制元件限制光线所在的方向优选与连接观察者两眼的直线平行，或与连接观察者两眼的直线所成角度为10度或更小。这种配置可防止位于观察者左或右侧的第三方的窥视。

所述终端装置可以是移动电话、个人信息终端、游戏机、数码相机、摄像机、视频播放器、笔记本型个人计算机、自动提款机、或自动贩卖机。

根据本发明，在通过将透明区域和不透明区域于面内交替地以一维方式或二维方式周期排列的光线方向限制元件、和透明区域与不透明区域交替地以二维方式周期排列的二维栅格薄板堆叠而形成的光学元件中，能够降低由通过该光学元件的光形成的莫尔条纹，并可以保持高透过率或高亮度。因此，组装了本发明的光学元件的显示装置具有出色的显示质量和较少的莫尔条纹。并且，光线方向限制元件提高了光的方向性，从而显示装置具有防止窥视的效果。

附图说明

图1是示出了日本专利申请公开No.2003-131202中公开的常规防止窥视装置的示意性剖视图；

图2是示出了方向光学滤光器相对日本专利申请公开No.60-159702中公开的显示装置的显示面的放置的俯视图；图3是示出了日本专利申请公开No.60-159702中公开的具备防止窥视用方向光学滤光器的常规显示装置的示意性立体图；

图4是示出了日本专利No.2622762中公开具备光控制薄膜的常规光栅显示装置的示意性结构图；

图5是示出了光控制薄膜相对显示装置的显示面的放置的俯视图；

图6是示出了显示装置的光栅和光控制薄膜的条纹所成的角度β，与莫尔条纹的间距p之间的关系的曲线图；

图7是示出了日本专利申请公开No.9-244018所述的常规视角控制型液晶显示装置的示意性剖视图；

图8是示出了日本专利申请公开No.9-244018所述的常规视角控制型液晶显示装置所使用的照明装置的示意性立体图；

图9是示出了日本专利申请公开No.9-244018所述的常规视角控制型液晶显示装置的示意性立体图；

图10是示出了常规所采用的具有四种颜色子像素的像素结构的示意性俯视图；

图11(a)是示出了光线方向控制元件的示意性平面图；图11B是示出了二维栅格薄板的示意性平面图，其中在实际空间中将二维栅格显示在xy平面中；图11C是示出了二维栅格薄板的示意性平面图，其中在实际空间中将二维栅格显示在xy平面中；图11D是示出了与图11A所示的一维栅格对应的波数空间中的倒栅格的图；图11E是示出了与图11B所示的一维栅格对应的波数空间中的倒栅格的图；图11F是示出了与图11C所示的一维栅格对应的波数空间中的倒栅格的图；

图12A是与将图11A的光线方向控制元件和图11B的二维栅格薄板重合时相对应的平面图；图12B是示出了波数空间中图12A的排列的图；

图13A是与将图11A的光线方向限制元件和图11C的二维栅格薄板重合时的平面图；图13B是示出了波数空间中图13A的排列的图；

图14A是图13B中的波数矢量f_x与f_y构成的角度小于90度时的图，；14B是图12B中的波数矢量f_x与f_y构成的角度小于90度时的图；

图15是示出了二维栅格矢量与从倾斜方向观察光学元件时的视点的关系的立体图；

图16是θ＝0度以及从位于观察角的视点观察x轴的示意图；

图17是示出了在图13B中波数矢量对观察角的依赖性的图；

图18是示出了在图13B中波数矢量对观察角的依赖性的图；

图19是示出了本发明第七实施方式中液晶显示元件的像素结构的示意性平面图；

图20是示出了在像素的开口部分设置的梳状电极的示意性平面图；

图21是示出了根据本发明第三实施方式的显示装置的立体图；

图22是示出了第三实施方式所使用的遮板的俯视图；

图23是示出了第三实施方式中像素与遮板的位置关系的俯视图；

图24是示出了根据本发明第四实施方式的显示装置的立体图；

图25是示出了显示面板的像素排列、以及根据本发明第五实施方式的显示装置所使用的作为光线方向限制元件的遮板的俯视图；

图26是示出了根据本发明第六实施方式的面内切换的液晶显示装置中的像素结构的俯视图；

图27是示出了根据本发明第八实施方式的显示装置中的像素排列的俯视图；

图28是示出了在本发明第九实施方式中使用的透明/散射切换元件的剖视图；

图29是示出了根据本发明第九实施方式的显示装置的立体图；

图30是示出了安装有本发明的显示装置的移动电话的立体图；

图31是示出了在本发明第十实施方式的显示面板中排列的像素的俯视图；

图32是示出了根据本发明第十实施方式的第一变形例的显示装置的像素的俯视图；

图33是示出了根据本发明第十实施方式的第二变形例的三维图像显示装置的立体图。

图34是示出了沿图33中的A-A线的立体图像显示装置的截面的光学模型图。

具体实施方式

参照附图，对根据本发明实施方式的光学元件、显示装置以及终端装置进行具体说明。首先，根据操作原理，详细说明根据本发明第一实施方式的光学元件。

根据本发明第一实施方式的光学元件是通过将在平面上一维地交替周期排列透明区域和不透明区域的光线方向限制元件、和二维地交替周期排列透明区域和不透明区域的二维栅格薄板堆叠在一起而形成的。光线方向限制元件基于一维周期结构而具有一维平移对称性，二维栅格薄板基于二维栅格结构而具有二维平移对称性。保存平移对称性的平移移动通过基本平移矢量的任意线性组合而生成。具体地，基本平移矢量是周期性的基本单位，由连接邻接的栅格点的矢量构成，并相互线性不相关。根据本发明第一实施方式的光学元件的特征在于光线方向限制元件与二维栅格薄板的层叠在一起的方式。二维栅格中的两个基本平移矢量的大小相互不同，光线方向限制元件的基本平移矢量与二维栅格的两个基本平移矢量中的较大矢量之间的角度，是二维栅格中两个基本平移矢量之间角度的一半或更小。换言之，光学元件的特征在于，光线方向限制元件的基本平移矢量在二维栅格的两个基本平移矢量中的较大矢量上的投影分量，比其在两个基本平移矢量中的较大矢量上的投影分量大。

二维栅格薄板例如是显示面板。显示面板具有在显示面内以二维方式周期排列有多个像素，光在每个像素中除了开口部分之外的部分都被遮断。所以，像素的典型结构可以作为二维栅格来处理。另外，光线方向限制元件例如是遮板(louver)，是其中在一维上周期排列透明材料和不透明材料的板状，板的厚度是沿垂直于显示面的方向测量的。

下面，对与本实施方式结构不同的结构进行比较，以对本实施方式的结构、操作以及效果进行详细说明。图11A是示出了光线方向限制元件的示意性平面图，其中在实际空间中将一维栅格显示在xy平面上。如图11A所示，光线方向限制元件由交替地平行排列并以带状延伸的多个透明区域112a以及不透明区域112b构成，其中形成一维周期结构或一维栅格，周期方向是与x轴的正方向成角度α。该一维栅格(下面也称作条纹状图案)可以通过由下述方程2所示的平移矢量T₁表示。

【方程2】

${\stackrel{\→}{T}}_1=n{\stackrel{\→}{a}}_1$

在方程2中，n是任意的整数，矢量a₁是与一维周期对应的基本平移矢量(下面称作基本平移矢量a₁)。基本平移矢量a₁从x轴的正方向旋转角度α。下面将基本平移矢量a₁的大小记做P_l。P_l是透明区域与不透明区域的宽度之和。此外，在本说明书中，在文字中矢量不带有箭头，例如矢量a₁，而方程中对a₁加箭头进行表示。

图11B是示出了二维栅格薄板的示意性平面图，其中在实际空间中将二维栅格显示在xy平面上。如图11B所示，在二维栅格薄板中，不透明区域113b排列成二维栅格，被不透明区域包围的区域是透明区域113a，透明区域和不透明区域以二维方式周期排列。该二维栅格的特征在于大小不同、相互正交的基本平移矢量a_x、a_y。在图11B中，P_x＜P_y，P_x和P_y分别是基本平移矢量a_x、a_y的大小。二维栅格可以利用基本平移矢量a_x、a_y，由下述方程3所示的平移矢量T₂来表示。

【方程3】

${\stackrel{\→}{T}}_2=l{\stackrel{\→}{a}}_x+m{\stackrel{\→}{a}}_y$

在方程3中，l和m为任意的整数，基本平移矢量a_x是沿x方向的基本平移矢量，另外，基本平移矢量a_y是沿y方向的基本平移矢量。

同样，图11C是示出了二维栅格薄板的示意性平面图，其中在实际空间上将二维栅格表示在xy平面上。与图11B的不同点在于，在图11C中，P_x＞P_y。因此，二维栅格由方程3的平移矢量T₂表示。在与日本专利申请公开No.9-244018的对应中，光线方向限制元件对应于带遮光狭缝的薄板，二维栅格薄板对应于液晶显示元件。

接着，对于和图11A、11B和11C的栅格对应的波数空间上的倒栅格进行叙述。图11D是示出了与图11A所示的一维栅格(条纹状图案)对应的波数空间上倒栅格的图，图11D中的u轴、v轴与实际空间中的x轴、y轴对应的波数空间坐标轴。

如图11D所示，矢量f_l(下面称作波数矢量f_l)与u轴的正方向成角度α，是与实际空间上的基本平移矢量a₁对应的波数空间上的矢量。波数矢量f_l的大小为1/P_l，所以，矢量f_l可以由下述方程4表示。

【方程4】

${\stackrel{\→}{f}}_l=\frac{1}{P_l}(\cos \left(\mathrm{\α}\right),\sin \left(\mathrm{\α}\right))$

因此，与图11A所示的一维栅格对应的波数空间上的平移矢量K₁可以由下述方程5表示。

【方程5】

${\stackrel{\→}{K}}_1=n{\stackrel{\→}{f}}_l$

方程5中，n为任意的整数。

接着，对与图11B以及11C所示的二维栅格对应的倒栅格进行说明。图11E以及11F分别是示出了与图11B和11C所示的二维栅格对应的波数空间上倒栅格的图。与二维栅格的基本平移矢量a_x、a_y对应的波数空间上的矢量f_x、f_y(下面称作波数矢量f_x、f_y)，可以由下述方程6表示。

【方程6】

${\stackrel{\→}{f}}_x=\frac{1}{P_x}\left(\mathrm{1,0}\right),$ ${\stackrel{\→}{f}}_y=\frac{1}{P_y}\left(\mathrm{0,1}\right)$

具体地，波数矢量f_x是大小为1/P_x的u轴方向的矢量，波数矢量f_y是大小为1/P_y的v轴方向的矢量。因此，与图11B和C所示的二维栅格对应的波数空间上的平移矢量K₂可以由下述方程7表示。

【方程7】

${\stackrel{\→}{K}}_2=l{\stackrel{\→}{f}}_x+m{\stackrel{\→}{f}}_y$

方程7中，由于(l，m)是任意的整数，所以，在波数空间上有多个与(l，m)对应的栅格点36(下面称作倒栅格点)。

接着，描述通过将二维栅格薄板与由一维栅格(条纹状图案)形成的光线方向限制元件层叠在一起的情况。在将具有两个周期性图案的平面相互重合的空间中，两个几何图案的干涉形成莫尔条纹。在日本专利申请公开No.9-244018中，带遮光狭缝的薄板的遮光部分的延伸方向与液晶显示元件的像素排列方向一致。但是，在这样的配置中容易产生莫尔条纹。因此，通常，将遮光狭缝在面内旋转角度α。但是，由于实际中要求在屏幕的左右方向上可以控制视角，所以，α优选为10度或更小。鉴于此，下面描述将倾斜角度设定为角度α，并且α为10度或更小的情况。另外，由于莫尔条纹形成周期性图案，所以，下面将莫尔条纹周期的大小称作莫尔条纹周期T。

如下所述地计算光线方向限制元件与二维栅格薄板层叠在一起时的莫尔条纹周期T。莫尔条纹的波数空间上的矢量f＝(f_u、f_v)，可以由将波数空间上的一维和二维栅格的平移矢量K₁、K₂相加而得到的矢量表示。下面，将矢量f称作莫尔条纹波数矢量。因此，通过方程5和方程6将二维栅格的波数矢量f_x、f_y以及一维栅格的波数矢量f_l重合，如下述方程8所示而表示莫尔条纹波数矢量f。

【方程8】

$\stackrel{\→}{f}=(f_u,f_v)=l{\stackrel{\→}{f}}_x+m{\stackrel{\→}{f}}_y+n{\stackrel{\→}{f}}_l$

方程8中，l、m和n是任意的整数。由于莫尔条纹周期T是莫尔条纹波数矢量f的大小|f|的倒数，所以，由下述方程9表示。

【方程9】

$T=1/\sqrt{f_u^2+f_v^2}$

另外，莫尔条纹的周期方向与u轴正方向所成角度β如下述方程10那样求取。

【方程10】

β＝arctan(f_v/f_u)

通过上述方法，可算出所产生的莫尔条纹的周期以及条纹方向。而且，如方程8所示，在莫尔条纹的波数矢量中，整数(l，m，n)由任意的组合构成，根据该组合产生多个莫尔条纹周期。如果按大小的顺序排列这些多个莫尔条纹周期T，这可以写作T1、T2、T3等。

实际上，如果莫尔条纹周期T充分小，则人眼无法对辨认，所以，不成为问题。但是，如果莫尔条纹周期T较大，则莫尔条纹会被人眼辨认，屏幕的显示质量降低。因此，最大莫尔条纹周期T1是否能被辨认成为重大的实际问题。如方程8和方程9所示，当1、m和n较小，莫尔条纹周期T变大。因此，显然需要考虑l、m和n较小时便可获得足够的结果。

由于莫尔条纹周期T为莫尔条纹的波数矢量f的大小|f|的倒数(T＝1/|f|)，所以，产生|f|的最小值的组合(l，m，n)是实际空间中莫尔条纹周期T为最大的条件。特别在层叠的栅格的大小大致相同、旋转角度α较小是，莫尔条纹波数矢量f的大小|f|在整数取±1、0的组合时最小。因此，在该条件时，莫尔条纹周期T最大。因此，下面为方便，对在(l、m、n)＝(1、0、-1)时产生的莫尔条纹进行说明。但是，以下的说明不限定于该整数组合，对于其他的组合也成立。

图12A是与图11A的光线方向限制元件与图11B的二维栅格薄板重合的情况相对应的平面图。图12A示出了光线方向限制元件的不透明区域112b以及二维栅格薄板的不透明区域113b，并示出了上述的一维栅格的基本平移矢量a₁13、以及二维栅格的基本平移矢量a_x11、a_y12的关系。图12B是示出了在波数空间中图12A的配置的图。

同样，图13A是与图11A的光线方向限制元件和图11C的二维栅格薄板重合的情况相对应的平面图，图13B是示出了在波数空间中图13A的配置的图。因此，用相同的参考标记指示与图12相同的结构元件，并省略其详细说明。

在图12B和图13B所示的波数空间中，横轴是与基本平移矢量a_x对应的坐标轴u，纵轴是与基本平移矢量a_y对应的坐标轴v，描绘了整数(l，m)的任意组合，作为波数空间上的倒栅格点36。从原点朝向倒栅格点36的矢量表示二维栅格中的平移矢量。在相对u轴正方向而倾斜了角度α(近似10度)的直线上，将一维周期排列图案中的倒栅格点36对齐，从原点到该倒栅格点的矢量表示一维周期方向上的平移矢量。

接着，对图12中P_y＞P_x的二维栅格、与图13中P_x＞P_y的二维栅格进行比较。因为比较产生相同大小的莫尔条纹周期T＝1/|f|的条件，所以，在图12B和图B中同时示出了半径为|f|的圆。

在图12B中，与v方向的倒栅格点的间隔相比，u方向的倒栅格点的间隔大。如上所述，为了求取莫尔条纹周期T的最大值，求取以波数矢量f_x34与波数矢量-f_l33之和而计算的波数矢量f42，不需要考虑波数矢量f_y35。结果可见，为了使波数矢量f42位于圆周上，波数矢量-f_l33的大小|f_l|必须较大。这意味着：实际空间上的一维周期图案的周期大小相对莫尔条纹周期T而减小。

在图13B中，与v方向的倒栅格点的间隔相比，u方向的倒栅格点的间隔小。结果可知，与图12B相比，可以减小|f_l|。这意味着：与图12B的情况相比，实际空间中的一维周期图案的周期大小相对莫尔条纹周期T而变大。因此，在产生相同莫尔条纹周期T的莫尔条纹的条件下，与P_y＞P_x的二维栅格相比，对于P_y＜P_x的二维栅格，一维栅格的结构周期可以较大。

在本发明所使用的交替排列透明区域和不透明区域的光线方向限制元件中，优选高透过率。由于制造方面的原因，不透明区域的宽度存在下限。因此，当光线方向限制元件的排列周期较大时，可以提高透过率。为此，从图12B和图13B的比较可见，由于图13(b)中可以减小|f_l|，所以不透明区域占据每单位面积的比率较小，光线方向限制元件的透过率高。本实施方式的光学元件具有图13所示的结构。

对图13中二维栅格是正交栅格的情况进行了说明，但在二维栅格不正交的斜向栅格的情况下，也能够得到同样的结论。因此，考虑波数矢量f_x、f_y不正交的情况。图14A是图13B中的波数矢量f_x与f_y所成角度小于90度时的图，图14B是图12B中的波数矢量f_x、f_y所成角度小于90度时的图。鉴于此，用相同的参考标记指示与图13B和图12B相同的结构元件，并省略其详细说明。在图14A中，由于波数矢量f_x的方向设定为u轴的正方向，所以，莫尔条纹波数矢量f不包括波数矢量f_y的分量，与图13B的情况相同。在图14B中，由于波数矢量f_x的方向也设定为u轴的正方向，所以，莫尔条纹的波数矢量f不包括波数矢量f_y的分量，与图13B的情况相同。因此，即使在基本平移矢量a_x、a_y不相互正交的条件下，当α的角度范围较小时，基本平移矢量a_x也对莫尔条纹周期T的大小起着支配作用，所以，可得到与基本平移矢量a_x、a_y相互正交时同样的结果。因此，在斜向栅格上，图14A的矢量f_l也可以设定得比图14B的波数矢量f_l小。结果，在图14A的结构中，同样可以得到高透过率。

接着，对将一维栅格的基本平移矢量a₁分别投影于二维栅格的两个基本平移矢量a_x、a_y的而得到的分量进行比较。如图13A所示，基本平移矢量a₁在基本平移矢量a_x方向上的投影分量a_ex，比基本平移矢量a₁在基本平移矢量a_y方向上的投影分量a_ey大。即，对于矢量的大小而言，其特征在于，较大一方(基本平移矢量a_x)上的投影分量a_ex比较小一方(基本平移矢量a_y)上的投影成分a_ey大。而且，这意味着：基本平移矢量a₁与基本平移矢量a_x所成角度为45度或更小。另一方面，如图12A所示，基本平移矢量a₁在基本平移矢量a_x方向上的投影分量a_ex，比基本平移矢量a₁在基本平移矢量a_y方向上的投影分量a_ey小。同样的特征在斜向栅格的情况下也成立。在与图14A相对应的实际空间中，基本平移矢量a₁在基本平移矢量a_x方向上的投影分量a_ex，比基本平移矢量a₁在基本平移矢量a_y方向上的投影分量a_ey大。这意味着：基本平移矢量a₁与基本平移矢量a_x所成角度，是基本平移矢量a_x与基本平移矢量a_y所成角度的一半或更小。实际中角度α优选为10度或更小，但是当角度α是a_x、a_y所成角度的一半或更小时(例如在a_x、a_y正交的情况下为45度或更小)，在图13的配置中，产生以上所说明的透过率提高效果。

从上述可见，通过利用本发明的光学元件，可以降低莫尔条纹，能够实现高透过率。

接着，对不仅从正面方向，而且从倾斜方向观察本实施方式的光学元件的情况进行说明，由此来说明莫尔条纹周期T的视角依赖性降低的效果。图15是示出了从倾斜方向观察光学元件时的视点与二维栅格矢量的关系的立体图。这里，为了方便起见，如下所述对坐标系进行设定。如图15所示，将与由二维栅格的基本平移矢量a_x、a_y构成的二维平面(xy平面)垂直的方向设为z方向，朝向观察者的方向设为+z方向，其相反方向设为-z方向。从视点垂直引向xy平面的垂线与xy平面的交点设为P点，连接原点和P点的直线与x轴所成的角度设为θ。另外，基本平移矢量a_x是x轴上的矢量，基本平移矢量a_y是y轴上的矢量。连接原点和P点的直线与连接原点和视点的直线所成的角度设为。下面将称作观察角。

图16是从θ＝0度、从观察角为的视点对x轴进行观察时的示意图。如图16所示，表观x方向的周期大小，与sin成比例地减小。同样，在从x轴旋转了角度θ的方向的一维周期中，由于在角度θ小的范围中x方向的分量起主要作用，所以，表观P_l的大小减小。

这样，由于表观结构周期的大小减少，所以，在对应的波数空间上，矢量的u轴方向分量的绝对值增大。图17是示出了在图13B的配置中，波数矢量对观察角的依赖性的图，图18是示出了在图12B的配置中，波数矢量对观察角的依赖性的图。如上所述，图17与本实施方式的配置对应。如图17和图18所示，如果观察角从90度变化为小于90度的值’，则倒栅格点在n＞0的范围中沿u轴的正方向移动，在n＜0的范围中沿u轴的负方向移动。因此，二维栅格的波数矢量f_x和一维栅格的波数矢量f_l分别变化为波数矢量f_x’和波数矢量f_l’，大小分别变大，与莫尔条纹周期T对应的莫尔条纹波数矢量f的大小|f|变大(波数矢量f变化为波数矢量f’)。此时，莫尔条纹波数矢量f的大小|f|的位移量不仅依赖于观察角之外，还依赖于波数矢量f_l、f_x的大小。由于位移量与波数矢量f_l、f_x的大小成比例，所以，如果大小变小，则与观察角对应的位移量减小。因此，f_l、f_x较小的图17与图18相比，莫尔条纹的波数矢量f的位移量小。

并且，由图17和图18可知，对于莫尔条纹的波数矢量f与u轴所成的角度β(＜90度)而言，可以使图17的角度β比图18的角度β小。因此，在图17中，除了波数矢量f_l、f_x比图18中小之外，因为角度β也小，所以，与图18相比，通过波数矢量f_l、f_x相加而得到的莫尔条纹波数矢量f的大小|f|的位移量非常小。即，在图18的情况下，即使从正面无法辨认莫尔条纹，当从斜方观察时，产生莫尔条纹的可能性也较高。在图17的情况下，即使观察角变化，与莫尔条纹对应的矢量变化也较小，使得产生莫尔条纹的可能性较低。因此，在从左右方向观看显示屏幕时，由于降低了莫尔条纹周期T的视角依赖性，所以，可实现高质量显示。

另外，莫尔条纹周期T的视角依赖性降低的效果，也可以适用于a_x与a_y不正交的斜向栅格。只要基本平移矢量a_x、a_y的大小P_x、P_y满足P_x＞P_y，一维周期图案的基本平移矢量a₁分别向a_x、a_y方向投影时向a_x的投影分量较大即可。优选a_x与a₁所成角度α(一维周期的旋转角度)较小，例如-10度＜α＜10度。

接着，对本发明的第二实施方式进行说明。根据本发明第二实施方式的光学元件是通过将在面内交替地以二维方式周期排列透明区域和不透明区域的光线方向限制元件、和以二维方式周期排列透明区域和不透明区域的二维栅格薄板堆叠在一起而形成的。光线方向限制元件由于二维周期结构而具有二维平移对称性，二维栅格薄板由于二维栅格结构而具有二维平移对称性。

保存平移对称性的平移移动通过基本平移矢量的任意线性组合而生成。根据本发明第二实施方式的光学元件的特征在于光线方向限制元件与二维栅格薄板层叠在一起的方式。二维栅格薄板中的两个基本平移矢量a₁、a₂的大小相互不同(基本平移矢量a₁的大小＞基本平移矢量a₂的大小)，光线方向限制元件的两个基本平移矢量b₁、b₂的大小相互不同(基本平移矢量b₁的大小＜基本平移矢量b₂的大小)，基本平移矢量b₁向基本平移矢量a₁方向的投影分量，比基本平移矢量b₁向基本平移矢量a₂方向的投影分量大，基本平移矢量b₂向基本平移矢量a₂方向的投影分量，比基本平移矢量b₁向基本平移矢量a₁方向的投影分量大。这意味着：基本平移矢量b₁与基本平移矢量a₁所成角度是基本平移矢量a₁与基本平移矢量a₂所成角度的一半或更小，而且，基本平移矢量b₂与基本平移矢量a₂所成角度是基本平移矢量a₁与基本平移矢量a₂所成角度的一半或更小。

基本平移矢量a₁、a₂与基本平移矢量b₁的关系、以及基本平移矢量b₁、b₂与基本平移矢量a₂的关系，是二维栅格与一维栅格的关系，栅格具有与第一实施方式同样的结构。因此，能够得到与第一实施方式同样的操作、效果，由于二维栅格与二维栅格层叠在一起，所以在视线垂直方向上也能够得到与左右方向上同样的效果。

接着，对根据本发明第三实施方式的显示装置进行说明。图21是示出了本实施方式的显示装置的立体图，图22是示出了本实施方式所使用的遮板的俯视图，图23是示出了本实施方式中像素与遮板的位置关系的俯视图。

如图21所示，在本实施方式的显示装置2中，设置有自发光型的显示面板6，在自发光型显示面板6之上设置有作为光线方向限制元件的遮板112。遮板112是在一维方向周期排列透明材料和不透明材料的薄板，在与显示面垂直的方向测量其厚度。作为自发光型显示面板6的一个例子，可以采用有机EL(场致发光)面板。显示面板6在显示面内具有二维周期排列的多个像素，在各像素中设置有用于防止漏光、提高对比度的黑矩阵(未图示)。除了该黑矩阵之外，不存在对来自光源的光进行遮断的其他结构。因此，在从显示面的上方进行观察时，由黑矩阵构成的栅格排列成具有多个周期的矩阵，使得从黑矩阵中开口部分来的受控光可以射出，由此可以显示信息。

另外，在本实施方式中，为了方便起见，如下所述建立xyz正交坐标系。如图21所示，显示面板6为长方形，与显示面平行且在显示面板的长度方向取y轴。沿着该y轴且朝向纸面里侧的方向设为+y方向，其相反方向设为-y方向。+y方向和-y方向统称y轴方向。X轴在显示面内与y轴正交，朝向纸面右手的方向设为+x方向，其相反方向设为-x方向。+x方向和-x方向统称x轴方向。并且，设与x轴方向以及y轴方向双方正交的方向为z轴方向，该z轴方向中，朝向位于纸面上方的观察者的方向设为+z方向，与其相反的方向设为-z方向。设坐标系为右手坐标系，当人的右手大拇指朝向+x方向、食指朝向+y方向时，中指朝向+z方向。

如图22所示，遮板112在与其表面平行的一维方向交替配置形成有透过光的透明区域112a和吸收光的不透明区域112b。另外，如图22所示，+x方向是朝向纸面的右手的方向，+y方向是朝向纸面的上方的方向。在本实施方式中，不透明区域112b为完全吸收光的层。而且，透明区域112a与不透明区域112b的交界面的方向，在xy平面中被设定为从y轴的正方向顺时针倾斜了角度α的方向。即，透明区域112a与不透明区域112b的排列方向是从x轴的正方向顺时针倾斜了角度α的方向，沿着该方向以透明区域112a和不透明区域112b的和表示的排列间距是恒定的。本实施方式中，例如可以设定角度α为10度。而且，吸收区域的宽度为10μm，透明区域的宽度为50μm，因此，总计的排列间距被设定为60μm。

接着，对显示面板的像素与遮板的位置关系进行叙述。图23是示出了从遮板112的光出射面43侧观察像素71和遮板112的位置关系的俯视图。如图23所示，像素71为长方形，长边与x轴平行，短边与y轴平行。与图22同样地设定xy坐标系。在本实施方式中，例如，x轴方向的像素间距P_x为141μm，y轴方向的像素间距P_y为47μm，沿x方向的结构周期是y方向上的3倍。

由于遮板112的透明区域112a和不透明区域112b的交界面在xy平面内，从+y方向顺时针倾斜10度，所以，遮板112的透明区域112a与不透明区域112b交替排列的周期方向从+x方向顺时针倾斜10度。而且，设沿着该周期方向的遮板112的排列间距为P_l。如图23所示，遮板112的一维周期方向与x轴方向和y轴方向不同，x轴方向和y轴方向是像素71的二维排列周期方向。

在本实施方式中，x轴方向的像素间距P_x设定得比y轴方向的像素间距P_y大。因此，当以遮板112的一维周期排列方向的单周期为单位的基本平移矢量a₁向x轴方向投影时得到的大小a_ex，被设定为比基本平移矢量a₁向y轴方向投影时得到的大小a_ey大。因此，本实施方式中的像素与遮板的位置关系与第一实施方式的光学元件的结构相同。

接着，利用图21到23，对如上所述而构成的本实施方式的操作进行说明。在显示装置2的显示状态下，从自发光型显示面板6发出的光从像素开口部分射出，入射到遮板112。入射到遮板112的光中，向透明区域112a和不透明区域112b交替地周期性排列所在的方向大幅倾斜的光线，即，从z轴的正方向向遮板112的周期排列方向大幅倾斜的光分量，被遮板112的不透明区域112b吸收。另一方面，未被遮板112的不透明区域112b吸收而透过了透明区域112a的光，保持原样地射出。因此，从遮板112射出的光具有高方向性。从像素开口部分射出的光被黑矩阵赋予在x轴方向和y轴方向的周期性分布，所以，与遮板的透明/不透明区域的周期结构发生干涉，产生莫尔条纹。但是，与第一实施方式相同，本实施方式的结构使莫尔条纹降低。

以上对莫尔条纹产生的原理以及计算周期大小的方法进行了阐述，进一步对莫尔条纹周期T的计算方法进行叙述。莫尔条纹周期T可以利用像素间距(P_x、P_y)、遮板间距P_l以及遮板倾斜角度α，将波数空间上的莫尔条纹的波数矢量相加而算出。像素71形成多个像素的二维矩阵排列，另一方面，遮板112具有一维排列的透明区域112a和不透明区域112b的结构。因此，像素71的x方向、y方向的周期性和遮板112的周期性，在波数空间上可以表示为下述方程11。

【方程11】

${\stackrel{\→}{f}}_x=\frac{1}{P_x}\left(\mathrm{1,0}\right),$ ${\stackrel{\→}{f}}_y=\frac{1}{P_y}\left(\mathrm{0,1}\right),$ ${\stackrel{\→}{f}}_l=\frac{1}{P_l}(\cos \left(\mathrm{\α}\right),\sin \left(\mathrm{\α}\right))$

方程11中，波数矢量f_x、f_y分别与像素71的x、y方向的基本平移矢量对应，波数矢量f_l与遮板112的一维周期性的基本平移矢量对应。另外，坐标分量为波数空间中的u、v坐标分量。而且，根据下述方程12将这些波数矢量相加，进而利用下述方程13可以求出莫尔条纹周期T。

【方程12】

$(f_u,f_v)=l{\stackrel{\→}{f}}_{x}6m{\stackrel{\→}{f}}_y+n{\stackrel{\→}{f}}_l$

【方程13】

$T=\frac{1}{\sqrt{f_u^2+f_v^2}}$

方程13中，(l，m，n)是任意整数组。而且，莫尔条纹波数矢量的从u轴方向开始的旋转角度β可通过下述方程14计算。

【方程14】

β＝arctan(f_v/f_u)

将本实施方式的配置应用于这些公式中，计算出莫尔条纹周期T。在本实施方式中，遮板112的间距P_l为60μm，像素间距P_x为141μm，像素间距P_y为47μm，遮板的旋转角度α为10度。由此，算出莫尔条纹周期T的最大值为176μm。

接着，对本实施方式的效果进行说明。本实施方式产生与第一实施方式相同的效果。因为降低莫尔条纹了，所以可以保持高透过率或高亮度，并且，遮板赋予从显示面板射出的光较高的方向性，从而得到防止窥视效果。

进而，为了具体说明本实施方式的效果，通过与本实施方式不同的比较示例进行比较来说明。比较情况是像素间距P_x为47μm，像素间距P_y为141μm。该像素的P_x∶P_y＝1∶3，像素的面积与本实施方式的像素相同。因此，在用于比较的像素(下面称作比较像素)中，遮板的间距P_l为60μm，像素间距P_x为47μm，P_y为141μm，遮板的倾斜角度α为10度，将这些代入上述公式进行计算，算出莫尔条纹的最大周期为273μm。因此，本实施方式的莫尔条纹周期T降低为比较用像素的莫尔条纹周期的64％。

当遮板间距增大时莫尔条纹的周期增大。但在本实施方式中，即使遮板间距设为100μm时，莫尔条纹周期也与比较像素中的相同。占据遮板表面的透明区域的比率(下面称作开口比率)在间距60μm时为83％，在间距100μm时为90％。因此，由于可以增大开口比率，所以会降低莫尔条纹，可确保高透过率。

如前所述，通过增大遮板的间距，可以期待以下的效果。由于通常在视角范围内从斜方向观看屏幕时，通过使表观间距变化，莫尔条纹周期T会变化，所以，产生了视角依赖性，导致图像质量降低。在本实施方式中，通过增大横向的结构周期，可以降低莫尔条纹周期T的变化，从而可提高显示质量。

另外，本实施方式中遮板的吸收区域的间距、遮板的倾斜角度、以及像素间距不限于上述数值，在产生同样效果的范围内可进行适当变更。

接着，对本发明的第四实施方式进行说明。图24是示出了本实施方式的显示装置的立体图，图22是示出了本实施方式所使用的遮板的俯视图。

如图24所示，在本实施方式的显示装置2中，设置有光源装置1，在该光源装置1之上设置有透过型液晶显示面板7。光源装置1由导光板3、设置于该导光板3的侧面的光源51、和在该导光板3的前面侧即+z方向的观察者侧放置的作为光线方向限制元件的遮板112构成。例如，光源51是LED(发光二极管)。

在本实施方式中，为了方便起见，按下述方式设定xyz正交坐标系。从光源51朝向导光板3的方向设为+y方向，其相反方向设为-y方向。+y方向和-y方向统称y轴方向。另外，与导光板3的遮板侧的面，即光出射面平行的方向中，设与y轴方向正交的方向为x轴方向。并且，与x轴方向和y轴方向双方正交的方向设为z轴方向，该z轴方向中，从导光板3朝向遮板112的方向设为+z方向，其相反方向设为-z方向。+z方向是朝向前方，即朝向观察者的方向。而且，+x方向是右手坐标系成立的方向。即，当人的右手拇指朝向+x方向、食指朝向+y方向时，中指朝向+z方向。

从观察者侧观察，透过型液晶显示面板7利用从设置于液晶面板背面侧的光源装置1发出的光来显示信息，具有透过显示区域的多个像素沿x方向和y方向排列为矩阵。本实施方式的透过型液晶面板是TN(扭曲向列(Twisted Nematic))，在位于黑矩阵之外的像素中，不存在对来自光源的光进行遮断的结构。本实施方式的像素结构与第三实施方式的配置相同，如图23所示，为长方形的栅格形状。而且，像素中的开口部分以外的部分被黑矩阵覆盖，黑矩阵的宽度例如为10μm。而且，像素71的排列间距例如在x方向为141μm，在y方向为47μm。

本实施方式的遮板具有与第二实施方式的遮板相同的配置，如图22所示，遮板112是在与其表面平行的方向交替地配置例如透过光的透明区域112a、和吸收光的吸收区域112b而形成的。

由于遮板112的透明区域112a和不透明区域112b的交界面在xy平面内，从y轴的+y方向顺时针倾斜10度，所以，遮板的透明区域与不透明区域交替排列的周期方向从x轴的+x方向顺时针倾斜10度。因此，遮板的透明区域和不透明区域交替排列的周期方向、和像素结构的周期方向即x轴方向以及y轴方向成为互不相同的方向。本实施方式中，由于x轴方向的像素间距较大，所以，对于遮板的透明/不透明区域的周期排列方向的单周期矢量而言，向x轴方向投影时的大小比向像素的y轴方向投影时的大小更大。其他配置与第三实施方式相同。

接着，对本实施方式的操作进行说明。光源51发出的光入射到导光板3，在导光板3内传输之后发生反射，从遮板112侧的面，即光出射面射出。从导光板3射出的光是漫散光，通过入射到遮板112，向光控制方向发散的光被遮板112的不透明区域112b吸收，从遮板112射出的光是具有高方向性分布的光。该高方向性的分散光穿过透过型液晶显示面板7，进行显示。由于从像素开口部分射出的光基于黑矩阵而在x轴方向和y轴方向具有周期性的分布，所以，与遮板的透明/不透明区域的周期结构发生干涉，产生莫尔条纹。但是，与第一实施方式相同，本实施方式的配置降低莫尔条纹。

接着，对本实施方式的效果进行说明。本实施方式产生与第三实施方式相同的效果，在降低了莫尔条纹的基础上可以保持高透过率或高亮度，通过遮板从显示面板射出的光具有高方向性，由此得到防止窥视效果。由于可将显示面板放置于最靠近观察者的位置，所以，由于图像显示看起来似乎相当于显示装置的最上表面凹进了设置于显示面板前面的部件厚度的量而造成不适感可以减小。

本实施方式中，对从+z方向即观察者方向观察，按顺序放置透过型液晶面板和遮板的情况进行了说明，但不一定限于该顺序，在具有同样效果的范围中可以适当变更顺序放置部件。除了上述顺序之外，这种排列的例子包括遮板、透过型液晶面板的顺序等。尤其是在将透过型液晶面板放置于观察者侧的情况下，与除此之外的情况比较，由于图像显示看起来似乎相当于显示装置的最上表面凹进了设置于显示面板前面的部件厚度的量而造成不适感可以减小。

本发明的与光源装置组合使用的显示面板不限于透过型液晶面板，只要是使用光源装置的显示面板都可以使用。而且，液晶面板不限于透过型，只要在像素中具有透过区域的面板即可使用，也可使用在各像素的一部分具有反射区域的半透过型液晶面板、微透过型液晶面板、微反射型液晶面板。

本发明的显示装置可优选应用于移动电话和其他移动终端装置。作为移动终端装置除了移动电话之外，还可以应用于PDA、游戏机、数码相机以及数码摄像机和其他多种移动终端装置。而且，除了移动终端装置之外，还可应用于笔记本式PC、自动提款机、自动贩卖机和其他多种终端装置。

光线方向限制元件的限制光束所朝向的方向，优选是与连接用户两眼的直线平行、或与连接用于两眼的直线所成角度为10度或更小。当在公共场合使用终端装置时，旁边的第三方通常会看到终端装置。即，与显示屏幕的垂直方向相比，防止从横向的窥视在安全上是更有效的。因此，为了防止位于观察者两侧的第三方的窥视，优选光线方向限制元件将光线方向控制为与连接用户两眼的直线平行。

接着，对本发明第五实施方式的显示装置进行说明。本实施方式的显示装置是具备透过型液晶显示面板的液晶显示装置，液晶显示面板具有滤色器。图25是示出了本实施方式的显示装置所使用的作为光线方向限制元件的遮板与显示面板的像素排列的俯视图。

如图25所示，本实施方式的显示装置2中，在显示面板的+z侧即观察者侧的表面设置有滤色器50。显示面板的像素由根据滤色器的颜色方案数量而被分割的多个子像素构成，子像素具有长方形的形状。长方形的长边与x轴平行，长方形的短边与y轴平行。另外，xy坐标系的设定与图23相同，+z方向是与xy轴垂直的纸面上方。滤色器50排列成条纹图案，条纹的周期排列方向20是与构成像素的栅格的长边垂直的方向，即y方向。本实施方式的颜色方案为R(红)G(绿)B(蓝)三种颜色，按照RGB的顺序排列。因此，一个像素被分割成三个子像素。该子像素由开口部分和遮光部分构成，可以将子像素的典型配置作为二维栅格来处理。因此，子像素具有与第一到第四实施方式的像素相似的平移对称性。特别是子像素具有分别与x轴和y轴平行的两个基本平移矢量，其幅度相互不同。基本平移矢量大小较大一方的矢量与条纹的周期排列方向20正交。上述之外的配置与第四实施方式的配置相同。

遮板112的透明区域112a和不透明区域112b周期排列的方向，朝着x轴的正方向顺时针倾斜，角度α为10度，遮板112的周期排列方向与滤色器50的条纹周期排列方向20成100度的角度。滤色器50的RGB排列成一维条纹。另一方面，遮板112的透明区域112a和不透明区域112b也成一维排列。所以，这些周期结构会产生新的莫尔条纹(下面称作颜色莫尔条纹)，使显示质量降低。但是，如果其周期方向相互为80度至100度，则所产生的颜色莫尔条纹的大小可以小到人眼不可辨认的程度。特别是只要遮板112的周期方向与滤色器50的条纹图案的周期方向所成角度为90度，各自的周期方向正交，则周期方向相互发生干涉，所以，不产生颜色莫尔条纹。如上所述，在本实施方式中，遮板112的周期排列方向与滤色器50的条纹周期排列方向20成100度的角度，遮板112的透明区域112a和不透明区域112b的周期排列与滤色器50的颜色条纹不相互干涉，由此可产生颜色莫尔条纹最小的彩色显示，从而可实现优越的显示质量。

接着，对本发明第六实施方式的显示装置进行说明。图26是示出了本实施方式的面内切换显示装置的像素结构的俯视图。图20A和20B是示意地示出了设置于像素的开口部分的梳状电极的俯视图。

首先，利用图20A和20B，对在面内切换显示装置中产生的莫尔条纹进行说明。图20A和20B示出了显示面板的像素结构，显示面板由被黑矩阵8划分成栅格形的多个像素构成(图中总共有6个)，放置具有遮光性的黑矩阵8以外的像素区域是开口部分。像素的形状为长方形，沿附图横向的像素长度比沿附图纵向的长度大。这样，显示面板具有二维栅格结构，并使用在该显示面板上层叠了具有周期排列结构的光线方向限制元件的结构。在图20A和20B中示出了该光线方向限制元件的透明区域和不透明区域的交界面41，在像素中形成有多个梳状的电极10。在面内切换模式下，这些梳状的电极10产生与显示面基本上平行的方向上的电场。即，在梳齿之间产生面内场或面外场，以与梳状电极10的延长方向交叉，由于液晶分子在显示面内旋转，所以，能够实现广视角显示。

此时，梳状电极10遮断从光源射出的光。即使梳状电极10由透明材料构成，电极上的液晶分子在显示面内的旋转也较弱，所以，该部分的透过率较低，电极上和电极之间的亮度不同。通常，由于取向不良或旋转位移，梳状电极的电极端部的显示质量降低，光被黑矩阵或其他遮光材料遮断。因此，如图20A和20B所示，在像素开口部分，周期性排列的电极可见。该周期比由像素配置而形成的二维周期结构的周期小。结果，由设置于像素的开口部分内的电极产生新的短周期形成了新的莫尔条纹，大幅降低显示质量。

假设梳状电极10的短周期排列方向上的基本平移矢量是基本平移矢量b_i。另外，光线方向限制元件的透明/不透明区域周期性排列的方向(基本平移矢量a₁)与基本平移矢量b_i所成角度设为ω。基本平移矢量a₁与光线方向限制元件的透明/不透明的交界面41正交。假设构成像素的栅格的基本平移矢量是基本平移矢量a_x、a_y。如图20A和20B所示，基本平移矢量a_x是附图横向上的矢量，基本平移矢量a_y是与基本平移矢量a_x正交的附图纵向上的矢量。

在图20B中，梳状电极的延长方向是与基本平移矢量a_y平行的方向，基本平移矢量b_i与基本平移矢量a_x平行。因此，梳状电极10的短周期排列方向、和光线方向限制元件的透明/不透明区域周期性排列的方向是基本上相同的方向，该情况下，会产生大周期的莫尔条纹。另一方面，在图20A中，梳状电极的延长方向是与基本平移矢量a_x平行的方向，基本平移矢量b_i与基本平移矢量a_x正交。因此，梳状电极的短周期排列方向、与光线方向限制元件的透明/不透明区域周期性排列的方向所成角度ω较大，莫尔条纹充分减小至不会引起人眼不适的程度。该角度优选为80至100度。特别在角度ω为90度的情况下，由于光线方向限制元件的结构周期与电极的结构周期正交，所以，不相互干涉，从而不产生莫尔条纹。另外，通过改变光线方向限制元件的与显示面垂直的方向(法线方向)上的宽度，可以根据使用目的自由设定视角范围。

接着，利用图26A和B，对本实施方式的结构进行说明。在本实施方式中，显示面板是IPS(面内切换)透过型液晶面板，在像素开口部分内以梳状形成用于控制液晶的电极10。

本实施方式中，像素的尺寸为横向141μm、纵向141μm，像素被具有RGB三种颜色子像素分割成三部分。因此，子像素的大小为横向141μm、纵向47μm。梳状电极10在子像素中至少设置有一个。而且，三种颜色的滤色器设置在垂直于附图方向的+z方向侧，即显示面板的观察者侧。滤色器的条纹图案的方向在垂直于像素的长边的方向周期排列为条纹图案。滤色器的条纹图案的颜色方案沿+y方向，例如沿+y方向以R、G、B的顺序。此外，坐标系的建立与图22相同，x坐标为纸面横向，y坐标为与x坐标正交的纸面纵向。

IPS液晶面板提高孔径比率。在与像素的长边平行的方向上形成梳电极。如图26A所示，在子像素的开口部分，沿着与形成像素长边的黑矩阵平行的方向设置有三个宽1.5μm的梳状电极。梳状电极的端部以及弯曲部由于产生液晶分子的取向不良或旋转位移，导致透过率降低，成为漏光等的原因，所以，利用黑矩阵8进行遮光。因此，当从+z方向观察时，仅能看到与x轴平行的像素电极在开口部分沿y轴方向周期排列。

在像素中如此形成梳状的电极，所以，在与梳状电极10的延长方向正交的方向上形成电极的新的短周期。设该短周期的基本平移矢量为b_i。在显示面板中层叠其中交替放置透明区域和不透明区域并具有一维周期结构的遮板。遮板的周期方向是与透明区域和不透明周期的交界面41正交的方向(基本平移矢量a₁方向)，与x轴方向形成角度α。如图26A所示，本实施方式中，梳状电极10的短周期排列方向(基本平移矢量b_i方向)与遮板的周期排列方向(基本平移矢量a₁方向)按照正交的方式而排列。上述之外的配置与第四实施方式的相同。

接着，对本实施方式的操作及效果进行说明。本实施方式中，梳状电极的短周期排列方向与遮板的透明区域和不透明区域排列的方向正交，所以，不相互干涉，不会产生莫尔条纹。

在诸如IPS那样能够进行广视角显示的显示面板中，根据使用目的而改变对最佳视角的要求。例如，移动电话等在户外、公共场所等不特定且人多时使用的机会多，所以，必须防止被他人窥视。此时，可以优选地减小特定方向的视角。因此，根据本实施方式，由遮光体构成不透明区域，从而可以可靠地阻挡在某一特定的视角或以上的观察。而且，通过配置遮板，可以根据使用目的自由设定视角范围。并且，可保持高透过率、降低莫尔条纹，从而可提高视角不受控的方向上的显示质量，因此，能够实现出色的显示质量。

在本实施方式的变形例中，如图26B所示，梳状电极也可以弯曲为单峰状。该情况下，所层叠的遮板的透明区域和不透明区域排列的方向位于与梳状的延长方向基本上平行的附图横向上。由于电极弯曲为山形，所以，在弯曲部分两侧横向延伸的电极的倾斜角度互不相同，因此，这些倾斜角度不同的电极部分的排列产生两个短周期方向。假设与这两个短周期对应的基本平移矢量为基本平移矢量b_i和b_i’。基本平移矢量b_i配置成与遮板的结构周期方向即基本平移矢量a_i正交。另一方面，基本平移矢量b_i’按照相对基本平移矢量b_i成15度以内的角度的方式，形成有梳状电极的山形。在这样的配置中，梳状电极的短周期方向和遮板的透明/不透明区域的周期方向在75度到105度的范围。因此，由梳状电极的短周期和遮板的结构周期产生的莫尔条纹降低。尤其是将电极弯曲为山形，使得液晶的取向方向被二分割，所以，使朝向分割后的方向的视角区域均匀。结果，视角区域本质上不是各向异性的，可实现出色的显示装置。

接着，对本发明第七实施方式的显示装置进行说明。本实施方式的显示装置是采用了液晶分子的垂直取向模式的液晶显示装置，图19A和19B是示意地示出了液晶显示元件的像素结构的平面图，和示出了用于使液晶进行取向并设置于像素的开口部分的结构的示意图。图19A的配置对应于本实施方式的配置，图19B是比较例。

在垂直取向模式下，通过在像素开口部分设置三维的突起物，可以分割液晶取向，实现广视角显示。用于分割液晶取向的突起物的透过率与周围的液晶不同，所以，会吸收从光源射出的光，在像素开口部分内产生周期性透过率分布。结果，产生因光线方向限制元件的周期性和突起物的短周期性而引起的莫尔条纹。由于在该像素内产生的周期性透过率分布与像素的平移周期不同，所以，必须对其进行区分。

显示面板由被黑矩阵8划分成栅格状的多个像素构成(附图中总共为6个)，放置遮光性的黑矩阵8之外的像素区域是开口部分。像素的形状为长方形，像素的附图横向长度比附图纵向长度大。这样，显示面板具有二维栅格结构，使用在该显示面板中层叠了具有周期排列结构的光线方向限制元件的结构。光线方向限制元件例如是具有图22所示结构的遮板。在图19A和19B中示出了该光线方向限制元件的透明区域和不透明区域的交界面41。

并且，如图19A和19B所示，在像素的开口部分设置有多个突起物9，这些突起物9沿着附图纵向以比像素的周期短的周期排列。将以短周期排列的突起物9的基本周期单位即基本平移矢量设为基本平移矢量b_i。而且，与光线方向限制元件的透明/不透明区域的交界面41正交的一维排列方向(基本平移矢量a₁方向)、和突起物9周期性排列的方向(基本平移矢量b_i方向)所成角度设为ω。并且，将构成像素的二维栅格的基本平移矢量设为基本平移矢量a_x、a_y。如图19A和19B所示，基本平移矢量a_x是附图横向上的矢量，基本平移矢量a_y是与基本平移矢量a_x正交的附图纵向上的矢量。

在光线方向限制元件的透明/不透明区域的一维排列方向(基本平移矢量a₁方向)、与透过率分布的周期方向(基本平移矢量b_i方形)是相同方向的情况下，即在ω＝0度的情况下，由于光线方向限制元件的结构周期与突起物的结构周期相互干涉，所以，将产生大周期的莫尔条纹。图19B相当于该请况，是在ω＝10度时产生大周期的莫尔条纹。另一方面，在图19A中，ω＝80度，在ω如此大的情况下，只要优选ω为80度至100度，则可充分降低莫尔条纹至不使人眼感到不适的程度。特别是如果角度ω为90度，光线方向限制元件的结构周期方向与突起物的结构周期方向正交，则互不干涉，所以，不产生莫尔条纹。本实施方式的配置对应于图19A。

在能够进行广视角显示的显示面板中，根据使用目的而改变对最佳视角的要求。例如，移动电话等在户外、公共场所等不特定且人多时使用的机会多，所以，必须防止被他人窥视。此时，可以优选地减小特定方向的视角。因此，根据本实施方式，由遮光体构成不透明区域，从而可以可靠地阻挡在某一特定的视角或以上的观察。而且，通过配置遮板，可以根据使用目的自由设定视角范围。并且，可保持高透过率、降低莫尔条纹，从而可提高视角不受控的方向上的显示质量，因此，能够实现出色的显示质量。

另外，本实施方式可适用于在内部具有遮蔽光或对光进行各向异性调制的结构的配置，可减小因包括周期性排列的结构和遮板的吸收区域与透过区域的周期性排列而引起的莫尔条纹。

上述液晶面板的模式示例包括，在面内切换模式中有IPS(In PlaneSwitching)、FFS(Fringe Field Switching)、AFFS(Advanced Fringe FieldSwitching)等。另外，在垂直取向模式中示例包括被多畴化且降低了视角依赖性的MVA(Multi-Domain Vertical Aignment)方、PVA(PatternedVertical Aignment)、ASV(Advanced Super-V)等。并且，本发明也可以适用于具有薄膜补偿TN模式的液晶显示面板。

如图30所示，本发明的显示装置2安装在例如移动电话30上。移动电话的显示器根据使用目的可以横向使用。该情况下，可以将本发明的显示装置2旋转90度。移动电话作为移动终端装置而发挥功能。因此，可以在人多的地点使用本发明，由于可以防止他人的窥视，本发明在隐私和安全方面是非常有用的。

接着，对本发明第八实施方式的显示装置进行说明。图27A是示出了本实施方式的透过型液晶显示面板的像素排列的俯视图。其中，为了方便起见，采用与图2相同的坐标系进行说明。即，将x轴设定为纸面横向，y轴为纸面纵向，与x轴正交。

如图27A所示，在显示面内设置有多个(附图中总共为4个)像素，一个像素被四分割，设置有具有透过红色(R)21、绿色(G)22、蓝色(B)23、白色(W)24的滤色器的四个子像素。子像素由具有遮光性的黑矩阵8隔开。子像素为矩形，以与x轴平行的线四等分分割正方形的像素而得到。子像素其x方向的结构周期比y方向的大，各子像素的大小是均等的。另外，具有R、G、B、W四种颜色的子像素在与矩形的长边垂直的方向上周期性排列为条纹图案。即，条纹的周期排列方向20是与y轴平行的方向。在本实施方式中，像素是横向140μm、纵向140μm，在y方向上四分割横向140μm、纵向35μm的子像素。

同时，遮板重合在显示面板上，遮板的透明/不透明区域以一维方式排列的方向、和滤色器的条纹图案周期性排列的方向按照正交或以80度～100度交叉的方式而配置。上述以外的配置与所述第五实施方式同样。

接着，对本实施方式的操作及效果进行说明。本实施方式中，由于滤色器的条纹图案的周期排列方向与遮板的透明/不透明区域的周期排列方向近似正交，互不干涉，所以，可降低由滤色器产生的颜色莫尔条纹。特别是由于通过采用白色的像素，可提高面板的透过率、增加亮度，所以，能够降低背光灯的能耗量。

通常，在四分割子像素的情况下，孔径比率提高，如图10所示，使用形如4个正方形的结构结构。但是，在该配置中放置遮板时，容易产生大的莫尔条纹。在本实施方式中，可以增大横向的结构周期，进而能够降低莫尔条纹。在图10中，相同的符号标记与图27A相同的结构，并省略详细说明。

本实施方式的透过型显示面板可应用于分割为四部分或更多部分的子像素，该子像素的W颜色能够使用任意的比率。优选R∶G∶B∶W＝1∶2∶2∶1。这是与人的视觉特性对应的恰当值。尤其是白色像素的效果可以增大透过率，从而能够实现出色的显示质量。另外，在本实施方式中，对显示面板由具有红(R)、绿(G)、蓝(B)、白(W)四种颜色的像素构成的情况进行了叙述，但不限于此，对于除此之外的四种颜色也同样可以采用。而且，对于四种颜色以外的颜色数量也同样能够适用。并且，子像素的顺序从+y方向到-y方向按R、G、B、W的顺序进行排列，但不限定于该顺序，只要以RGBW四种颜色分割子像素，排列顺序可以是任意的。

接着，对第八实施方式的第一变形例进行叙述。本变形例中，一个像素被三分割，设置有具有红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的滤色器的子像素，在子像素中放置有能够反射来自外部的光的反射区域。如图27B所示，本变形例的像素由通过与x轴方向平行的直线将正方形的像素区域三等分的三个子像素构成，从+y方向到-y方向按顺序分别配置有红(R)、绿(G)、蓝(B)滤色器。子像素为矩形，x轴方向的长度大于y轴方向的长度。而且，像素在子像素区域的三分之一区域中具有反射特性。例如，在具有红(R)的附图最上部的子像素中，在反射区域放置有反射红色(R)25滤色器，在透过区域放置有透过红色(R)21的滤色器，两个区域的表面面积比为1∶2。对于具有绿(G)和蓝(B)的滤色器的子像素而言，配置也相同。在本变形例中，在TFT(薄膜晶体管)基板侧放置具有透明和反射特性的区域，并在其上层叠有滤色器。另外，上述反射区域的表面面积优选地根据使用目的而变更。

在本变形例中，滤色器使用了红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色，但滤色器可以使用在透过区域和反射区域颜色纯度不同的颜色。当对从透过区域射出的光和从反射区域射出的光进行比较时，亮度与对比度互不相同。因此，即使是相同色系的颜色，透过光和反射光也可以作为不同种类的颜色来处理。由此，在本变形例中，将透过的红色(R)21、绿色(G)22、蓝色(B)23，和反射的红色(R)25、绿色(G)26、蓝色(B)27分别作为不同的颜色来处理。由此，本变形例的显示装置能够应用透过的红色(R)21、绿色(G)22、蓝色(B)23，和反射的红色(R)25、绿色(G)26、蓝色(B)27共计六种颜色。上述之外的配置与第五实施方式相同。

根据本发明第八实施方式的第一变形例，可降低因遮板的透明/不透明区域的排列和滤色器的颜色排列而产生的颜色莫尔条纹，能够与第三实施方式同样地保持高的透过率。特别是由于设置有反射区域，所以，即使在环境光较强的环境中可见度也良好。

接着，对第八实施方式的第二变形例进行叙述。本变形例的显示面板，在上述第一变形例的配置的基础上，还具有白色(W)反射区域。如图27C所示，一个像素被三分割，设置具有红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的子像素。像素以及子像素的形状与第一变形例相同。在各子像素中，设置有透过区域以及反射区域。本变形例中，透过区域和反射区域的比例为2∶1。例如，在具有红色的附图最上部的子像素中，在透过区域放置有透过红色(R)21滤色器，在反射区域放置有反射红色(R)25滤色器，两个区域的表面面积比为2∶1。对其他颜色配置也都相同。在反射区域中，针对红(R)、绿(G)、蓝(B)任意一种颜色都设置有反射白色(白、W)。白色(W)的表面面积根据使用目的可任意变更，本变形例中，蓝(B)的区域为最大。上述之外的配置与第五实施方式同样。

根据本变形例，可降低因遮板的透明/不透明区域的排列和滤色器的颜色排列而产生的颜色莫尔条纹，能够与第三实施方式同样地保持高的透过率，即使在外来光较强的环境下可见度也良好。尤其是由于具有白色(W)的反射区域，所以，可抑制反射区域的显示画面的亮度降低，能够实现明亮的显示。由于人眼看起来蓝色(B)较暗，所以，白色(W)的反射区域比红(R)、绿(G)的大会更加有效的。

接着，对本发明第九实施方式的显示装置进行说明。图28是本实施方式所使用的透明/散射切换元件的剖视图，图29是示出了本实施方式的显示装置的立体图。

如图29所示，本实施方式的显示装置2与本发明的第四实施方式相比，在遮板112与透过型液晶面板7之间设置有透明/散射切换元件122。即，光源装置1由导光板3、设置于该导光板3的侧面的光源51、配置在该导光板3的前面侧即观察者侧的作为光线方向限制元件的遮板112、和在遮板112的前面侧的观察者侧配置的透明/散射切换元件122构成。在本实施方式的显示装置中，由透明/散射切换元件122执行的透明/散射切换可以用于在如下显示模式之间切换：对缩小可以辨认显示的角度范围并防止窥视的显示模式；和放大可以辨认显示的角度范围并且多个人可以同时观看屏幕，从而与他人共享信息的显示模式。

如图28所示，在透明/散射切换元件122中设置有透明基板109，按照覆盖该透明基板109的表面的方式设置有电极110，在该电极110之上设置有通过在高分子矩阵111a之中分散液晶分子111b而构成的PDLC(聚合物分散液晶)层111。并且，在PDLC层111之上设置有电极110，在该电极110之上设置有透明基板109。通过一对电极110，对夹持于其间的PDLC层111施加电压，从而使得PDLC层中的液晶分子的取向状态发生变化。PDLC层111例如通过对光固化性树脂与液晶材料的混合物进行曝光使其固化而形成。透明/散射切换元件122使入射的光原样透过或发生散射，出射到透过型液晶面板7。本实施方式的上述之外的配置与第八实施方式同样。

接着，对如上所述配置的本实施方式的显示装置2的操作进行说明。光源51发出的光入射到导光板51，在导光板51内传播之后发生反射，入射到遮板112。遮板112为图22所示的配置。入射到遮板112的光中，在交替地周期配置有透明区域112a和不透明区域112b的方向，来自z轴方向的角度大的成分的光线被遮板112的不透明区域112b吸收。结果，从遮板112的表面射出的光具有增强的方向性。接着，从遮板112射出的光入射到透明/散射切换元件122。其中，图29的坐标系的建立与图24同样。

这里，首先对广视角显示的情况进行说明。在广视角显示的情况下，不对PDLC层111施加电压。因此，PDLC层111处于在高分子矩阵111a之中液晶分子111b随机分散的状态，入射的光被散射。因此，高方向性的光基于PDLC层111被均匀散射，以宽广的角度范围被分散。即，由遮板112增强其方向性的光，通过透明/散射切换元件122被散射，使得方向性降低，成为广角的光。在该宽范围分布的光入射到透过型液晶面板7，保持广角光的状态射出。这样，能够以广视角显示图像。

接着，对窄视角显示的情况进行说明。在窄视角显示的情况下，到光入射到透明/散射切换元件122为止，都与广视角显示的情况相同，在窄视角显示的情况下，对PDLC层111施加预定的电压。由此，PDLC层111处于在高分子矩阵111a之中分散的液晶分子111b发生取向而透明的状态。即，所入射的方向性高的光原样透过。因此，由于遮板122而y方向的方向性增强的光，以保持方指向性的分布状态从透明/散射切换元件122射出。该高方向性分布的光入射到透过型液晶面板7，保持高方向性地射出。这样，能够以窄视角显示图象。

在如上所述而配置的本实施方式中，可降低因遮板的结构周期和透过型液晶显示面板的结构周期而引起的莫尔条纹，并保持高透过率，从而可提高显示质量。并且，可以对具有广视角范围并能够由多个人同时观看的显示、和具有窄视角范围并仅由用户能够观看的显示进行切换。

在本实施方式中，对于从观察者方向顺序排列置了透过型液晶面板、透明/散射切换元件和遮板的情况进行了说明，但不一定限于该顺序，在具有同样效果的范围中，也可以适当变更顺序来进行配置。例如，可以采用从观察者方向顺次排列透明/散射切换元件、遮板、透过型液晶面板的配置。而且，遮板与透明/散射切换元件可以利用各向异性散射粘接层固定。

对视角依赖性小的液晶面板可以与本实施方式的光源装置组合而使用，从而能够最小化广视角显示时的灰度级反转。这样的液晶面板示例包括在面内切换模式中，IPS(In Plane Switching)、FFS(Fringe FieldSwitching)、AFFS(Advanced Fringe Field Switching)等。此外，在垂直取向模式中有被多畴化且降低了视角依赖性的MVA(Multi-DomainVertical Aignment)、PVA(Patterned Vertical Aignment)、ASV(AdvancedSuper-V)等。并且，也可以优选使用具有薄膜补偿TN模式的液晶显示面板。

本发明的与光源装置组合而使用的透明/散射切换元件不限于具有PDLC层的元件，只要是能够切换透明状态和散射状态的元件，就可优选使用。示例包括使用了聚合物网络液晶(PNLC)的元件、和使用了动态散射(DS)的元件。在所述PDLC层中，当没有施加电压时处于散射状态，施加电压时处于透明状态。由此，由于所述透明/散射切换元件在使入射的光散射的状态时不消耗电力，所以，不对背光灯电源分配电力，从而可提高散射状态时光源装置的亮度。并且，也可以使用不施加电压时为透明状态，施加电压时处于散射状态的PDLC层。这样的PDLC层可以通过一边施加电压一边进行曝光并使其固化而得到。由此，移动信息终端中，在使用频度高的窄视角显示中不需要对PDLC层施加电压，从而可最小化能耗。另外，PDLC层中所使用的液晶分子可以采用胆甾醇结构液晶(cholestericliquid crystal)或铁电液晶等。这些液晶具有即使切断施加电压也保持施加电压时的取向状态的记忆特性。通过使用这样的PDLC层，能够降低能耗。

接着，对本发明第十实施方式的显示装置进行说明。图31是示出了在本实施方式的显示面板中排列的像素的俯视图。

如图31所示，一个像素由(2×3)个子像素构成，子像素被黑矩阵8划分。本实施方式中，像素是横向141μm、纵向141μm。子像素是横向70.5μm、纵向47μm，像素分别被分割为均等的大小。即，通常的横向条纹像素在横向由两倍密度的子像素构成。子像素的长边与x轴平行，短边与y轴平行。结果，x轴方向的结构周期比y轴方向的结构周期大。另外，xy坐标的建立与图22同样，x轴为纸面横向，y轴按照与x轴正交的方式为纸面纵向。而且，y轴的正方向设为纸面的朝上方向，x轴的正方向设为纸面的朝右方向。

像素的颜色按照红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色划分，在与子像素的长边垂直的方向以条纹图案周期排列。本实施方式中，作为一个例子，从y轴的正方向开始按照红(R)、绿(G)、蓝(B)的顺序排列。本实施方式中，对六分割的子像素设置有单独提供显示信号的配线，所以，子像素能够单独操作。即，对于每种颜色而言，设置有两个能够单独控制的子像素。如图31所示，红(R)的子像素由红色子像素311、312构成，绿(G)的子像素由绿色子像素321、322构成，另外，蓝(B)的子像素由蓝色子像素331、332构成。而且，这六个子像素能够单独操作。另外，在像素上示出了遮板112的透明区域和不透明区域的交界面。上述之外的配置与第三实施方式相同。

因此，在本实施方式中，降低了因构成子像素的栅格和遮板、以及滤色器的条纹与遮板引起的莫尔条纹，可保持高透过率或高亮度，并且，基于能够分割驱动的子像素，可以表现出多种的色调。另外，由于滤色器仅由三种颜色构成，所以，能够使用通常的滤色器，从而可降低成本。

此外，在本实施方式中，子像素的顺序从+y方向开始顺次设定为(R)、绿(G)、蓝(B)，但不限于该顺序，只要分割为RGB三种颜色并进行周期排列，则顺序可以任意。

而且，即使是三种以上的颜色(N种颜色)，也只要分割为(2×N)个子像素即可，滤色器只要在垂直于像素长边的方向以条纹状周期排列即可。结果，通过采用三种以上的颜色种类，可进一步提高多种颜色的表现以及梯度。

显示面板不限于自发光型的显示面板。也可以采用反射型显示面板、具备背光灯的透过型显示面板、半透过型显示面板。在半透过型显示面板中，透过部分与反射部分的比率可任意设定，可以根据该比率将显示面板称作微反射型显示面板。

接着，对第十实施方式的第一变形例进行叙述。图32是示出了第十实施方式的第一变形例的显示装置的像素的俯视图。

如图32所示，一个像素由(1×6)个子像素构成。在本变形例中，像素是横向141μm、纵向141μm，子像素是横向141μm、纵向23.5μm，并被分割成均等的大小。而且，子像素的长边与x轴平行，短边与y方向平行。结果，x轴方向的结构周期比y轴方向的结构周期大。假设xy坐标系与图22同样地进行建立。

像素的颜色按照红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色划分，在与子像素的长边垂直的方向以条纹图案周期排列。本变形例中，从y轴的正方向开始按照红(R)、红(R)、绿(G)、绿(G)、蓝(B)、蓝(B)的顺序进行排列。对这些被六分割的子像素设置单独提供显示信号的配线，所以，能够单独进行操作。由于上述之外的配置与图31同样，所以，用相同符号标记对同一结构，并省略说明。

因此，在本变形例中与上述同样，不仅可通过使用常规滤色器最小化成本，还可以利用能够分别操作的子像素表现众多的色调。特别是x轴方向的结构周期最大，所以，与第十实施方式相比，能够进一步降低莫尔条纹，结果，可增大遮板的间距。因此，可取得大的显示装置的孔径比率，由于能够提高面板整体的亮度，所以，可相应地降低能耗。并且，通过将遮板的间距取得大，可以如第一实施方式中所述那样，降低莫尔条纹的视角依赖性。

另外，在本变形例中，子像素的顺序从+y方向顺次以红(R)、红(R)、绿(G)、绿(G)、蓝(B)、蓝(B)的顺序进行排列，但不限于该顺序，只要将子像素分割为RGB三种颜色并进行周期排列，则顺序可以任意。

即使是三种以上的颜色(N种颜色)，也只要分割为(2×N)个子像素即可，滤色器只要在垂直于像素长边的方向以条纹图案周期排列即可。结果，通过采用三种以上的颜色种类，可进一步提高多种颜色的表现以及梯度。

接着，对本发明第十实施方式的第二变形例进行说明。图33是示出了变形例的三维图像显示装置的立体图，图34是示出了基于图33中的A-A线的三维图像显示装置的截面的光学模型图。

如图33所示，本变形例的三维图像显示装置46中，在所述第十实施方式的显示装置上配置了柱面透镜44。即，朝向z轴正方向按照显示面板6、遮板112、柱面透镜44的顺序进行了层叠，观察者位于柱面透镜44的上方。另外，xyz坐标系的建立与图24相同。

显示面板6的像素配置与图31所示的像素配置相同。像素由(2×3)排列的子像素构成，像素的颜色按照红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色划分，在与子像素的长边垂直的方向以条纹图案周期排列。该周期排列方向为y方向。如图33所示，子像素由红色子像素401、402、绿色子像素405、406以及蓝色子像素411、412构成，子像素的显示能够被单独控制。柱面透镜44是具有在观察者侧的面为圆柱的一部分的形状的透镜，放置于像素上，以矩阵状排列在显示屏幕上。这样，以矩阵状排列的柱面透镜44具有一维状的周期结构，其周期排列方向与滤色器的条纹排列方向正交。

如图34所示，从像素射出的光入射到遮板112。此时，由于发散的光被遮板的不透明区域吸收，所以，通过透明区域后的光得到高方向性而射出。接着，从遮板112射出的光入射到柱面透镜44。入射到柱面透镜44的光在透镜内透过，根据透镜的曲率而折射、并射出。此时，被透镜折射的光如下所述被偏向。从附图左侧的RGB子像素和附图右侧的RGB子像素射出的光基于柱面透镜44而分别向观察者右眼47的方向、左眼48的方向偏向、并射出。由此，发送不同的信息至右眼和左眼。因此，对右眼和左眼的信息添加有视差，从而能够实现图像的三维视觉效果。设单个像素的放大投影宽度为e，观察者的两眼间隔为Y。此外，成人男子两眼间隔的平均值为65mm、标准偏差为±3.7mm，成人女子两眼间隔的平均值为62mm，标准偏差为±3.6mm(见Proc.SPIE Vol.5291)。因此，在将本变形例的三维图像显示装置设计成普通成人用时，将两眼间隔Y的值设为62～65mm的范围是恰当的，例如，设定为Y＝63mm。

本变形例中，将在单个像素内具有相同颜色的像素作为单个子像素进行控制，可实现常规二维显示。因此，能够根据需要切换常规二维显示和三维图像显示。并且，由于能够在显示画面内进行局部三维显示，所以可在观察者方向上局部强调图像，能够实现更多彩的图像显示。另外，如图33所示，由于子像素以通常密度的两倍构成，显示三维图像时和显示二维图像时的分辨率没有差别，所以，能够降低切换显示时的不适感。

以往，从像素射出的光进入像素正上方的柱面透镜即进入邻接的柱面透镜之外的柱面透镜，在显示三维图像时，三维图像的图像质量降低。本变形例中，利用遮板效果而控制了放向性的光入射到透镜，不会向邻接的透镜漏光。而且，由于利用遮板控制方向性很容易，所以可以高精度设计，能够实现出色的三维图像显示。

Claims (20)

1、一种光学元件，其特征在于包括：

二维栅格薄板，其通过在第一方向以及与第一方向交叉的第二方向上交替地周期排列透明区域和不透明区域而构成；以及

光线方向限制元件，其与所述二维栅格薄板重合，通过在与所述二维栅格薄板的面平行的第三方向上交替地周期排列透明区域和不透明区域而构成；其中

所述二维栅格薄板的所述第一方向上的最小周期比所述第二方向上的最小周期大；以及

以所述二维栅格薄板的所述第一方向上的最小周期为大小的所述第一方向上的第一基本平移矢量、以所述二维栅格薄板的所述第二方向上的最小周期为大小的所述第二方向上的第二基本平移矢量、和以所述光线方向限制元件的所述第三方向上的最小周期为大小的所述第三方向上的第三基本平移矢量的关系是：所述第三基本平移矢量与所述第一基本平移矢量之间的角度为所述第一基本平移矢量与所述第二基本平移矢量之间角度的一半或更小。

2、根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，

所述光线方向限制元件具有在与所述第三方向交叉且平行于所述二维栅格薄板的面的第四方向上交替排列透明区域和不透明区域所依据的周期性；

所述光线方向限制元件的所述第四方向上的最小周期比所述第三方向的最小周期大；以及

所述第二基本平移矢量与以所述光线方向限制元件的所述第四方向上的最小周期为大小的所述第四方向上的第四基本平移矢量之间的角度，是所述第一基本平移矢量与所述第二基本平移矢量之间角度的一半或更小。

3、一种显示装置，包括根据权利要求1或2所述的光学元件，其特征在于，

所述二维栅格薄板是显示面板；以及

所述光线方向限制元件是遮板。

4、根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，

所述显示面板是反射型的液晶面板或自发光型的显示面板。

5、根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，

所述显示装置具有背光灯，所述显示面板是透过型或半透过型的液晶面板。

6、根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，

从观察者方向按照遮板、显示面板的顺序排列所述遮板和所述显示面板。

7、根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，

从观察者方向按照遮板、显示面板的顺序排列所述遮板和所述显示面板。

8、根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，

从观察者方向按照显示面板、遮板、背光灯的顺序排列所述显示面板、所述遮板和所述背光灯。

9、根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，

所述显示面板具有其中以矩阵状排列像素的显示区域；

所述二维栅格薄板的所述透明区域是像素的开口部分；以及

所述不透明区域构成在所述像素中形成的具有遮光性的黑矩阵。

10、根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，

所述显示面板由在显示面内具有滤色器的子像素构成；

由所述滤色器形成条纹状的颜色图案；

由所述子像素划分成栅格的所述显示面板具有以所述子像素的长边和短边为周期的二维平移对称性；以及

所述条纹图案的周期排列方向与具有二维平移对称性的两个基本平移矢量中的较大基本平移矢量形成80～100度的角度。

11、根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，

所述条纹图案的周期排列方向与所述较大的基本平移矢量正交。

12、根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，

所述显示面板的像素由四种或更多的颜色的子像素构成。

13、根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，

所述显示面板在显示面内具有由三种或更多颜色构成的滤色器；

对于在单个像素内设置的单一类型的颜色，设置两个或更多的子像素；以及

每个子像素由独立的显示信号单独控制。

14、根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，

所述显示面板是液晶面板；

在像素的开口部分设置有用于对液晶进行分割和取向的周期性排列的结构；以及

周期排列方向与所述第三方向形成80～100度的角度。

15、根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，

所述显示面板是面内切换的液晶面板；

在像素的开口部分周期性设置有用于产生面内场或面外场的电极以及

周期排列方向与所述第三方向形成80～100度的角度。

16、根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，

包括能够在使入射光透过的状态和使入射光散射的状态之间进行切换的透明/散射切换元件。

17、一种透过型液晶显示装置或半透过型液晶显示装置，其特征在于，从观察者方向按照显示面板、透明/散射切换元件、遮板、背光灯的顺序排列所述显示面板、所述透明/散射切换元件、所述遮板和所述背光灯。

18、一种终端装置，其特征在于，包括根据权利要求3所述的显示装置。

19、根据权利要求18所述的终端装置，其特征在于，

所述光线方向限制元件限制光线所在的方向与连接观察者两眼的直线平行，或相对连接观察者两眼的直线成10度或更小的角度。

20、根据权利要求18所述的终端装置，其特征在于，

所述终端装置是移动电话、个人信息终端、游戏机、数码相机、摄像机、视频播放器、笔记本型个人计算机、自动提款机、或自动贩卖机。

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