CN101681577A - 显示器和用于该显示器的视野角控制元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供显示器和用于该显示器的视野角控制元件。该显示器能够进行遮光，使得从倾斜方向的广范围的视角看不到图像显示装置的显示。视野角控制用液晶面板(2)，在窄视野角状态的情况下，在规定波长范围的光以极角φH以上的角度入射时，液晶单元(21)赋予相位差，由此对该光进行遮蔽使得其不透过偏光板(22)。视野角控制用液晶面板(3)，在窄视野角状态的情况下，液晶单元(31)对透过偏光板(22)的光中以极角φL以上的角度入射的光赋予相位差，由此对该光进行遮蔽使得其不透过偏光板(32)。由此，作为整体遮蔽极角φL以上的光，从而实现广范围的窄视野角状态。

Description

显示器和用于该显示器的视野角控制元件
技术领域
本发明涉及能够将显示器的视野角在广视野角和窄视野角之间切换的视野角控制元件和使用该视野角控制元件的显示器。
背景技术
一般要求显示器具有尽可能广的视野角，使得无论从什么视角观看都能够看到鲜明的图像。特别是最近广泛普及的液晶显示器，由于液晶本身具有视角依存性，而对于广视野角化进行了各种各样的技术开发。但是，根据使用环境的不同，也存在希望只有使用者本人能够视认显示内容的视野角窄时更好的情况。特别是笔记本型个人电脑、便携型信息终端(PDA)、或者便携式电话等，在电车、飞机内等不特定的多人可能存在的场所被使用的可能性很高。在那样的使用环境中，从机密保持、个人隐私保护等观点出发，不希望让附近的他人看到显示内容，因此优选显示器的视野角窄。这样，近年来，根据使用状况，将一台显示器的视野角在广视野角和窄视野角之间切换的要求高涨。另外，此要求不限于液晶显示器，对于任意的显示器来说是共同的课题。
对于这样的要求，提案有如下技术：除显示图像的显示装置之外，还具有相位差控制用装置，通过控制对相位差控制用装置施加的电压，使视野角特性变化(例如，日本专利第3322197号公报)。在日本专利第3322197号公报中，作为在相位差控制用液晶显示装置中使用的液晶模式，举例说明有手性向列型液晶、平行液晶、随机取向的向列液晶等。
此外，在现有技术中还公开有如下结构：在显示用液晶面板上部设置视野角控制用液晶面板，并用两块偏光板夹着这些面板，通过调整对视野角控制用液晶面板施加的电压，进行视野角控制(例如，日本特开平10-268251号公报、日本特开2005-316470号公报)。在日本特开平10-268251号公报中，视野角控制用液晶面板的液晶模式是扭转向列方式。在日本特开2005-316470号公报中，公开有在具有平行的透过轴的两块偏光板之间设置有视野角控制用液晶面板的结构。
发明内容
上述现有的视野角控制用液晶面板中的任一个均利用液晶面板的相位差来进行视野角控制。但是，由于液晶面板的折射率各向异性因视野角而异，在液晶面板上产生的相位差(相位迟延，retardation)依存于视野角，因此通过一块视野角控制用液晶面板对广范围的视角范围同时进行遮光是困难的。
鉴于此问题，本发明的目的在于提供能够进行遮光使得从倾斜方向的广范围的视角看不见图像显示装置的显示的显示器，和用于该显示器的视野角控制元件。
为了达到上述目的，本发明的显示器具有：显示图像的图像显示装置；和叠层于上述图像显示装置，对该图像显示装置的视野角进行控制的视野角控制元件，该显示器的特征在于：
上述视野角控制元件包括：
第一遮蔽层，其包括：具有双折射性的光学元件；和包括配置在上述光学元件的出射侧的出射侧偏光板的至少一块偏光板，在规定的波长范围的光以第一角度以上的角度入射时，上述光学元件赋予相位差，由此进行遮蔽使得上述规定的波长范围的光不透过上述出射侧偏光板；
至少一层辅助遮蔽层，其包括：具有双折射性的光学元件；和包括配置在上述光学元件的出射侧的出射侧偏光板的至少一块偏光板，在上述规定的波长范围的光以比上述第一角度小的第二角度以上的角度入射时，上述光学元件赋予相位差，由此进行遮蔽使得上述规定的波长范围的光不透过上述出射侧偏光板，
通过上述第一遮蔽层和辅助遮蔽层，能够遮蔽上述规定的波长范围的光中以上述第二角度以上的角度向上述视野角控制元件入射的光。
此外，为了达成上述目的，本发明的视野角控制元件叠层于显示图像的图像显示装置，对该图像显示装置的视野角进行控制，该视野角控制元件的特征在于，包括：
第一遮蔽层，其包括：具有双折射性的光学元件；和包括配置在上述光学元件的出射侧的出射侧偏光板的至少一块偏光板，在规定的波长范围的光以第一角度以上的角度入射时，上述光学元件赋予相位差，由此进行遮蔽使得上述规定的波长范围的光不透过上述出射侧偏光板；
至少一层辅助遮蔽层，其包括：具有双折射性的光学元件；和包括配置在上述光学元件的出射侧的出射侧偏光板的至少一块偏光板，在上述规定的波长范围的光以比上述第一角度小的第二角度以上的角度入射时，上述光学元件赋予相位差，由此进行遮蔽使得上述规定的波长范围的光不透过上述出射侧偏光板，
通过上述第一遮蔽层和辅助遮蔽层，能够遮蔽上述规定的波长范围的光中以上述第二角度以上的角度向上述视野角控制元件入射的光。
根据本发明，能够提供能够进行遮光使得从倾斜方向的广范围的视角看不见图像显示装置的显示的显示器，和用于该显示器的视野角控制元件。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的显示器的概略结构的截面图。
图2是表示在第一实施方式的显示器中，在使视野角控制用液晶面板为窄视野角状态的情况下的光学特性的示意图。
图3(a)和图3(b)是表示第一实施方式的显示器的变形例的概略结构的截面图。
图4是表示第一实施方式的显示器的变形例的概略结构的截面图。
图5是表示本发明的第二实施方式的显示器的概略结构的截面图。
图6是表示在第二实施方式的显示器中，在使视野角控制用液晶面板为窄视野角状态的情况下的光学特性的示意图。
图7是表示本发明的第三实施方式的显示器的概略结构的截面图。
图8是表示第三实施方式的显示器的光学特性的示意图。
图9是表示第一实施方式的显示器的变形例的概略结构的截面图。
具体实施方式
本发明的一个实施方式的显示器包括：显示图像的图像显示装置；和叠层于上述图像显示装置，对该图像显示装置的视野角进行控制的视野角控制元件，该显示器的特征在于：上述视野角控制元件包括：第一遮蔽层，其包括：具有双折射性的光学元件；和包括配置在上述光学元件的出射侧的出射侧偏光板的至少一块偏光板，在规定的波长范围的光以第一角度以上的角度入射时，上述光学元件赋予相位差，由此进行遮蔽使得上述规定的波长范围的光不透过上述出射侧偏光板；至少一层辅助遮蔽层，其包括：具有双折射性的光学元件；和包括配置在上述光学元件的出射侧的出射侧偏光板的至少一块偏光板，在该显示器中，在上述规定的波长范围的光以比上述第一角度小的第二角度以上的角度入射时，上述光学元件赋予相位差，由此进行遮蔽使得上述规定的波长范围的光不透过上述出射侧偏光板，通过上述第一遮蔽层和辅助遮蔽层，能够遮蔽上述规定的波长范围的光中以上述第二角度以上的角度向上述视野角控制元件入射的光。
根据上述结构，通过第一遮蔽层和辅助遮蔽层的组合，能够遮蔽上述规定的波长范围的光中以上述第二角度以上的角度向上述视野角控制元件入射的光，因此，能够提供能够进行遮光使得在从倾斜方向观看的情况下从广范围的视角看不到图像显示装置的显示的显示器。
在上述显示器中，例如上述第一遮蔽层的光学元件为液晶面板，上述辅助遮蔽层的光学元件是液晶面板。或者，也可以构成为，上述第一遮蔽层的光学元件是相位差板，上述辅助遮蔽层的光学元件是液晶面板。此外，还可以构成为，上述第一遮蔽层的光学元件是相位差板，上述辅助遮蔽层的光学元件是相位差板。
在上述显示器中，优选：夹着上述第一遮蔽层的光学元件而配置的偏光板的偏光吸收轴大致平行，令上述第一遮蔽层和辅助遮蔽层的光学元件的相位延迟为R、令在上述各层被遮蔽的光的波长为λ、令n为0以上的整数，则满足：
nλ/2-λ/4＜R＜nλ/2+λ/4。
或者，也可以构成为，在上述的显示器中，夹着上述第一遮蔽层的光学元件而配置的偏光板的偏光吸收轴大致正交，令上述第一遮蔽层和辅助遮蔽层的光学元件的相位延迟为R、令在上述各层被遮蔽的光的波长为λ、令n为0以上的整数，则满足：
nλ-λ/4＜R＜nλ+λ/4。
在本发明的一个实施方式的显示器中，上述显示装置是透过型显示装置，能够构成为进一步具有背光源。在此情况下，可以构成为，在上述背光源与上述透过型液晶显示装置之间配置有上述视野角控制元件，还可以构成为，在上述透过型液晶显示装置的前表面配置有上述视野角控制元件。
此外，在本发明的一个实施方式的显示器中，也可以构成为，上述显示装置是反射型液晶显示装置或者半透过型液晶显示装置，在上述透过型液晶显示装置的前表面配置有上述视野角控制元件。或者，也可以构成为，上述显示装置是自发光型显示装置，在上述自发光型显示装置的前表面配置有上述视野角控制元件。
此外，本发明的一个实施方式的视野角控制元件叠层于显示图像的图像显示装置，对该图像显示装置的视野角进行控制，该视野角控制元件的特征在于，包括：第一遮蔽层，其包括：具有双折射性的光学元件；和包括配置在上述光学元件的出射侧的出射侧偏光板的至少一块偏光板，在规定的波长范围的光以第一角度以上的角度入射时，上述光学元件赋予相位差，由此进行遮蔽使得上述规定的波长范围的光不透过上述出射侧偏光板；至少一层辅助遮蔽层，其包括：具有双折射性的光学元件；和包括配置在上述光学元件的出射侧的出射侧偏光板的至少一块偏光板，在该视野角控制元件中，在上述规定的波长范围的光以比上述第一角度小的第二角度以上的角度入射时，上述光学元件赋予相位差，由此进行遮蔽使得上述规定的波长范围的光不透过上述出射侧偏光板，通过上述第一遮蔽层和辅助遮蔽层，能够遮蔽上述规定的波长范围的光中以上述第二角度以上的角度向上述视野角控制元件入射的光。
以下，参照附图对本发明的更加具体的实施方式进行说明。其中，为了便于说明，以下参照的各图，仅简化表示在本发明的实施方式的结构部件中为了说明本发明所必需的主要部件。因此，本发明的显示器能够具有未在本说明书所参照的各图中表示的任意的结构部件。此外，各图中的部件的尺寸并不如实表示实际的结构部件的尺寸和各部件的尺寸比率等。
[第一实施方式]
图1是表示本发明的第一实施方式的液晶显示器100的概略结构的截面图。如图1所示，液晶显示器100，在显示图像的显示用液晶面板1(显示装置)的前表面，具有两块视野角控制用液晶面板2和视野角控制用液晶面板3。即，液晶显示器100具有共计3块的液晶面板。本实施方式中的显示用液晶面板1是透过型，在其背面配置有使用三波长光源的背光源4。在图1所示的液晶显示器100中，在显示用液晶面板1的前表面(观察者侧)配置有视野角控制用液晶面板2和视野角控制用液晶面板3。
液晶显示器100通过使视野角控制用液晶面板2和视野角控制用液晶面板3中的液晶进行切换动作，能够在能够视认显示用液晶面板1的图像的视野角广的状态(广视野角)和视野角窄的状态(窄视野角)之间切换显示状态，在不希望他人看到显示用液晶面板1的图像的情况下特别适于使用窄视野角状态；在通常使用时、希望多人同时观看显示用液晶面板1的图像等的情况下适于使用广视野角状态。
显示用液晶面板1具有在一对透过性基板间夹持有液晶的液晶单元11，和设置于液晶单元11的前表面和背面的偏光板12、13。液晶单元11的液晶模式、单元结构是任意的。此外，显示用液晶面板1的驱动模式也是任意的。即，作为显示用液晶面板1，能够使用能够显示文字、图像或者动态图像的任意的液晶面板。从而，在图1中未图示显示用液晶面板1的详细结构，省略其说明。此外，显示用液晶面板1，可以是能够进行彩色显示的面板，也可以是黑白显示专用的面板。进一步，对背光源4的结构没有任何限定，能够使用众所周知的任意的背光源，因此省略背光源4的详细构造的图示和说明。
视野角控制用液晶面板2具有液晶单元21，和叠层在液晶单元21中与显示用液晶面板1相反的一侧的主面上的偏光板22。液晶单元21具有如下特性：在窄视野角状态中，通过显示用液晶面板1的偏光板12和偏光板22的组合，在0°～360°的方位角的至少一部分的角度范围内，遮蔽波长λ处于规定范围(λ1≤λ≤λ2)的光，使其不向极角φ为φH以上的方向透过。其中，极角是指透过光的行进方向与液晶显示器100的法线所形成的角度。作为液晶单元21，以在窄视野角状态下能够实现上述特性为条件，能够使用任意的液晶模式的液晶单元。φH的值能够任意地设定，在本实施方式中例如为60°。另外，视野角控制用液晶面板2优选具有如下特性：在广视野角状态中，从比φH大的极角也能够视认显示用液晶面板1的显示，最优选从尽可能地接近90°的极角的视角也能够视认显示用液晶面板1的显示。
视野角控制用液晶面板3具有液晶单元31，和叠层在液晶单元31中与显示用液晶面板1相反的一侧的主面上的偏光板32。液晶单元31具有如下特性：在窄视野角状态中，通过视野角控制用液晶面板2的偏光板22和偏光板32的组合，在0°～360°的方位角中的上述角度范围内，遮蔽波长λ处于规定范围(λ1≤λ≤λ2)的光，使其不向极角φ为φL以上的方向透过。作为液晶单元31，以在窄视野角状态下能够实现上述特性为条件，能够使用任意的液晶模式的液晶单元。φL的值能够任意地设定，在本实施方式中例如为30°。另外，视野角控制用液晶面板3优选具有如下特性：在广视野角状态中，从比φL至φH大的极角也能够视认显示用液晶面板1的显示，最优选从尽可能地接近90°的极角的视角也能够视认显示用液晶面板1的显示。
另外，上述λ1、λ2的值，根据液晶显示器100被要求的视野角特性任意地进行设定即可，但优选是在λ1≤λ≤λ2的范围内包含至少一个RGB三原色的峰值波长的范围。特别优选，在上述规定范围(λ1≤λ≤λ2)中包含如绿色(G)那样在人的视觉中灵敏度高的波长范围。另外，以下的具体例仅是例子，如果例如使λ1＝450nm、λ2＝650nm，则能够主要对绿色的波长范围的光实现窄视野角状态。此外，如果λ1＝350nm、λ2＝550nm，则能够主要对蓝色的波长范围的光实现窄视野角状态。此外，如果λ1＝550nm、λ2＝750nm，则能够主要对红色的波长范围的光实现窄视野角状态。
在液晶显示器100中，偏光板12、22、32以它们的偏光吸收轴一致的方式配置成所谓的平行尼科耳。根据液晶单元11的液晶模式、显示用液晶面板1所具有的其它光学部件(例如各种相位差板)的特性，显示用液晶面板1的偏光板13相对于偏光板12可以为平行尼科耳，也可以为交叉尼科耳。
图2是表示在使视野角控制用液晶面板2和视野角控制用液晶面板3均为窄视野角状态的情况下的液晶显示器100的光学特性的示意图。另外，在图2中，示意性表示的光L1、L2、L3的波长λ均处于规定范围(λ1≤λ≤λ2)。此外，在图2中，省略偏光板13和背光源4的图示。如图2所示，在使视野角控制用液晶面板2和视野角控制用液晶面板3均为窄视野角状态的情况下，在正面方向(极角φ＝0°)行进的光L1，透过视野角控制用液晶面板2和视野角控制用液晶面板3，能够被观察者视认。另一方面，在极角φ为φL≤φ≤φH的范围的方向行进的光L2，透过视野角控制用液晶面板2，但不能够透过视野角控制用液晶面板3而被遮蔽。此外，在极角φ比φH大的方向行进的光L3，不能够透过视野角控制用液晶面板2而被遮蔽。由此，在使视野角控制用液晶面板2和视野角控制用液晶面板3为窄视野角状态的情况下，规定范围(λ1≤λ≤λ2)的波长范围的光，在极角φ为φL以上的倾斜方向，不能够透过而被遮蔽，不能够被观察者视认。结果，在使视野角控制用液晶面板2和视野角控制用液晶面板3为窄视野角状态的情况下，能够防止来自极角φ为φL以上的倾斜方向的窥视。
为了实现以上的光学特性，在使视野角控制用液晶面板2和视野角控制用液晶面板3为窄视野角状态时，需要满足以下的(1)～(4)的条件。另外，此处如上所述，偏光板12、22、32以它们的偏光吸收轴一致的方式配置成所谓的平行尼科耳。
(1)控制液晶单元21中液晶分子的状态，使得相对于正面方向(极角φ＝0°)的液晶单元21的相位延迟值R21φ0，在n分别为0以上的整数的情况下，对于规定范围(λ1≤λ≤λ2)的波长范围成分，满足下述条件式(f1)。另外，在下述条件式(f1)和以后表示的各条件式中，n可以是同一值，也可以是相互不同的值。
nλ-λ/4＜R21φ0＜nλ+λ/4…(f1)
即，如果满足上述(f1)的条件，则透过偏光板12射入液晶单元21的直线偏光的振动面，在通过液晶单元21时旋转大约180°，因此能够透过偏光板22。
(2)控制液晶单元31中液晶分子的状态，使得相对于正面方向(极角φ＝0°)的液晶单元31的相位延迟值R31φ0，在n分别为0以上的整数的情况下，对于规定范围(λ1≤λ≤λ2)的波长范围成分，满足下述条件式(f2)。
nλ-λ/4＜R31φ0＜nλ+λ/4…(f2)
即，如果满足上述(f2)的条件，则透过偏光板22射入液晶单元31的直线偏光的振动面，在通过液晶单元31时旋转大约180°，因此能够透过偏光板32。
(3)控制液晶单元21中液晶分子的状态，使得相对于极角φ≥φH的方向的液晶单元21的相位延迟值R21φH，对于规定范围(λ1≤λ≤λ2)的波长范围成分，满足下述条件式(f3)。
nλ/2-λ/4R21φH＜nλ/2+λ/4…(f3)
即，如果满足上述(f3)的条件，则透过偏光板12并以极角φ≥φH射入液晶单元21的直线偏光，在通过液晶单元21时其振动面旋转大约90°，因此不能够透过偏光板22。
(4)控制液晶单元31中液晶分子的状态，使得相对于极角φ≥φL的方向的液晶单元31的相位延迟值R31φL，对于规定范围(λ1≤λ≤λ2)的波长范围成分，满足下述条件式(f4)。
nλ/2-λ/4＜R31φL＜nλ/2+λ/4…(f4)
即，如果满足上述(f4)的条件，则透过偏光板22并以极角φ≥φL射入液晶单元31的直线偏光，在通过液晶单元31时其振动面旋转大约90°，因此不能够透过偏光板32。由此，在视野角控制用液晶面板3能够遮蔽在视野角控制用液晶面板2未被遮蔽的φL≤φ≤φH范围的光。
另外，在图1所示的液晶显示器100中，也可以相对于偏光板12将偏光板22配置为交叉尼科耳。在此情况下，在上述的式子(f1)中将nλ项替换为nλ/2，并且在式子(f3)中将nλ/2项替换为nλ即可。
此外，也可以相对于偏光板22将偏光板32配置为交叉尼科耳。在此情况下，在上述的式子(f2)中将nλ项替换为nλ/2，并且在式子(f4)中将nλ/2项替换为nλ即可。
此外，为了得到更加良好的窄视野角特性，优选将上述式子(f3)、(f4)中的λ/4项设定为例如λ/8，或者设定为更加接近0的较小的值。
如上所述，根据本实施方式的液晶显示器100，对于规定范围(λ1≤λ≤λ2)的波长范围成分，通过使视野角控制用液晶面板2和视野角控制用液晶面板3为窄视野角状态，能够利用第三视野角控制用液晶面板3可靠地对在视野角控制用液晶面板2中未被遮蔽的光(即，在极角低于φH的方向透过的光)中极角为φL以上的光进行遮光。由此，能够对向极角为φL以上的倾斜方向出射的光全部进行遮光。其结果，能够实现在从倾斜方向的视角观看的情况下完全看不到显示用液晶面板1的显示内容的窄视野角状态。
另外，如果使视野角控制用液晶面板2为窄视野角状态，使视野角控制用液晶面板3为广视野角状态，则视野角控制用液晶面板3不遮蔽φL≤φ的范围的光而使其透过，仅由视野角控制用液晶面板2遮蔽φ≥φH的范围的光。由此，能够成为在φL≤φ≤φH的范围中也能够看到显示用液晶面板1的显示的状态。即，根据本实施方式的液晶显示器100，如果使视野角控制液晶面板2和视野角控制用液晶面板3均为窄视野角状态，则能够实现对φ≥φL的范围进行遮光的广范围的窄视野角状态；如果使视野角控制用液晶面板2为窄视野角状态、并使视野角控制用液晶面板3为广视野角状态，则能够实现仅对φ≥φH的范围进行遮光的窄范围的窄视野角状态。
此外，在上述具体例子中，表示背光源4的光源为三波长光源的例子，但也可以使用四波长光源。此外，也能够使用三波长光源或四波长光源以外的光源。但是，在将三波长光源、四波长光源等的在特定的波长具有亮度峰值的光源用于背光源的情况下，优选上述的规定范围(λ1≤λ≤λ2)包含该亮度峰值的波长。特别优选在上述的规定范围(λ1≤λ≤λ2)中包含如绿色(G)那样在人的视觉中灵敏度高的波长范围。
此外，在本实施方式中，如图1所示，举例表示了偏光板12兼作为显示用液晶面板1的出射侧偏光板和视野角控制用液晶面板2的入射侧偏光板的结构。此外，在图1的结构中，偏光板22兼作为视野角控制用液晶面板2的出射侧偏光板和视野角控制用液晶面板3的入射侧偏光板。但是，如图3(a)所示，在偏光板12的上层进一步具有作为视野角控制用液晶面板2的入射侧偏光板的偏光板23的液晶显示器101也是本发明的一个实施方式。进一步，如图3(b)所示，在偏光板22的上层进一步具有作为视野角控制用液晶面板3的入射侧偏光板的偏光板33的液晶显示器102也是本发明的一个实施方式。但是，图1所示的液晶显示器100具有相比于图3(a)和图3(b)所示的液晶显示器101、102，其偏光板的数量较少的优点。
进一步，在本实施方式中，举例表示了在靠近显示用液晶面板1的一侧配置有视野角控制用液晶面板2，在该视野角控制用液晶面板2的前表面(观察者侧)配置有视野角控制用液晶面板3的结构。但是，例如图4所示，视野角控制用液晶面板2和视野角控制用液晶面板3的叠层顺序与图1所示的结构相反的液晶显示器103也是本发明的一个实施方式。
此外，在本实施方式中，举例表示了具有两块视野角控制用液晶面板的结构，但为了将进行遮蔽的极角的范围划分得更细，也可以具有三块以上的视野角控制用液晶面板。例如，可以是，具有三块视野角控制用液晶面板，利用第一视野角控制用液晶面板对极角φ≥30°的范围进行遮光，利用第二视野角控制用液晶面板对极角φ≥50°的范围进行遮光，利用第三视野角控制用液晶面板对极角φ≥70°的范围进行遮光。
此外，例如在上述实施方式中，说明了对于规定的波长范围λ1≤λ≤λ2的范围，使用至少两块视野角控制用液晶面板的组，对规定的极角以上的范围进行遮光的结构，但也可以构成为，通过对于相互不同的波长范围设置多个这样的视野角控制用液晶面板的组，使得作为全体，能够对于更广的波长范围的光实现窄视野角。例如，可以构成为包括：对于蓝色的波长范围的光，具有分别对极角φ≥φH的范围和φ≥φL的范围进行遮光的光学特性的视野角控制用液晶面板2、3；对于绿色的波长范围的光，具有分别对极角φ≥φH的范围和φ≥φL的范围进行遮光的光学特性的视野角控制用液晶面板2、3；对于红色的波长范围的光，具有分别对极角φ≥φH的范围和φ≥φL的范围进行遮光的光学特性的视野角控制用液晶面板2、3。或者，也可以构成为包括：对于蓝色的波长范围的光，具有分别对极角φ≥φH的范围和φ≥φL的范围进行遮光的光学特性的视野角控制用液晶面板2、3；对于绿色的波长范围的光，具有分别对极角φ≥φH的范围和φ≥φL的范围进行遮光的光学特性的视野角控制用液晶面板2、3。或者，还可以构成为包括：对于绿色的波长范围的光，具有分别对极角φ≥φH的范围和φ≥φL的范围进行遮光的光学特性的视野角控制用液晶面板2、3；对于红色的波长范围的光，具有分别对极角φ≥φH的范围和φ≥φL的范围进行遮光的光学特性的视野角控制用液晶面板2、3。
进一步，在本实施方式中，构成为，利用视野角控制用液晶面板2和视野角控制用液晶面板3的组合，在0°～360°的方位角的至少一部分中，对φL以上的极角的视野进行遮蔽。即，并不一定能够在0°～360°的全方位角中实现窄视野角状态是因为，根据液晶面板21、31的液晶模式的不同，存在液晶的折射率各向异性依存于方位角的情况。从而，为了在方位角中更广的范围内进行窄视野角状态的遮蔽，也可以采用将视野角控制用液晶面板2和视野角控制用液晶面板3的组，例如改变方向，叠层两组以上的结构。
[第二实施方式]
以下对本发明的第二实施方式进行说明。另外，对具有与在第一实施方式中说明的结构相同的功能的结构，标注与第一实施方式相同的参照符号，省略其详细的说明。
图5是表示第二实施方式的液晶显示器200的概略结构的截面图。如图5所示，液晶显示器200，在显示用液晶面板1的前表面(观察者侧)，取代视野角控制用液晶面板2而具有视野角控制膜5。视野角控制膜5由相位差板51和偏光板52构成。在视野角控制膜5的前表面，配置有视野角控制用液晶面板3。
视野角控制膜5的相位差板51，具有与第一实施方式的液晶单元21的窄视野角状态相同的光学特性。作为这样的相位差板51，例如能够使用负C板(nx＝ny＞nz)。即，为了使规定的波长范围(λ1≤λ≤λ2)的光在极角为φH以上的方向透过偏光板12后不透过偏光板52，将相对于在该方向透过的光的相位延迟值为大约λ/2的负C板用作相位差板51即可。
在液晶显示器200中，偏光板12、52、32以它们的偏光吸收轴一致的方式被配置成所谓的平行尼科耳。根据液晶单元11的液晶模式、显示用液晶面板1所具有的其它光学部件(例如各种相位差板)的特性，偏光板13相对于偏光板12可以是平行尼科耳，也可以是交叉尼科耳。
图6是表示使视野角控制用液晶面板3为窄视野角状态时的液晶显示器200的光学特性的示意图。另外，在图6中，省略了偏光板13和背光源4的图示。如图6所示，在液晶显示器200中使视野角控制用液晶面板3为窄视野角状态的情况下，与第一实施方式的液晶显示器100同样(参照图2)，在正面方向(极角φ＝0°)行进的光L1透过视野角控制膜5和视野角控制用液晶面板3，能够被观察者视认。另一方面，在极角φ处于φL≤φ≤φH的范围的方向行进的光L2，透过视野角控制膜5，但不能够透过视野角控制用液晶面板3而被遮蔽。此外，在极角φ比φH大的方向行进的光L3，不能够透过视野角控制膜5而被遮蔽。由此，在使视野角控制用液晶面板3为窄视野角状态的情况下，规定范围(λ1≤λ≤λ2)的波长范围的光，在极角φ为φL以上的倾斜方向，不能够透过而被遮蔽，不能够被观察者视认。结果，在使视野角控制用液晶面板3为窄视野角状态的情况下，能够防止来自极角φ为φL以上的倾斜方向的窥视。
为了实现以上的光学特性，需要满足以下的(1)～(4)的条件。另外，以下的(2)和(4)的与液晶单元31的相位延迟相关的条件，与第一实施方式完全相同。另外，此处如上所述，偏光板12、52、32以它们的偏光吸收轴一致的方式被配置为所谓的平行尼科耳。
(1)相对于正面方向(极角φ＝0°)的相位差板51的相位延迟值R51φ0，在n分别为0以上的整数的情况下，对于规定范围(λ1≤λ≤λ2)的波长范围成分，满足下述条件式(f5)。另外，在下述条件式(f5)和以后表示的各条件式中，n可以是同一值，也可以是互不相同的值。
nλ-λ/4＜R51φ0＜nλ+λ/4…(f5)
即，如果满足上述(f5)的条件，则透过偏光板12射入相位差板51的直线偏光的振动面，在通过相位差板51时旋转大约180°，因此能够透过偏光板52。
(2)控制液晶单元31中液晶分子的状态，使得相对于正面方向(极角φ＝0°)的液晶单元31的相位延迟值R31φ0，在n各自为0以上的整数的情况下，对于规定范围(λ1≤λ≤λ2)的波长范围成分，满足下述条件式(f2)。
nλ-λ/4＜R31φ0＜nλ+λ/4…(f2)
即，如果满足上述(f2)的条件，则透过偏光板52射入液晶单元31的直线偏光的振动面，在通过液晶单元31时旋转大约180°，因此能够透过偏光板32。
(3)相对于极角φ≥φH的方向的相位差板51的相位延迟值R21φH，对于规定范围(λ1≤λ≤λ2)的波长范围成分，满足下述条件式(f6)。
nλ/2-λ/4＜R51φH＜nλ/2+λ/4…(f6)
即，如果满足上述(f6)的条件，则透过偏光板12以极角φ≥φH射入相位差板51的直线偏光，在通过相位差板51时其振动面旋转大约90°，因此不能够透过偏光板52。
(4)控制液晶单元31中液晶分子的状态，使得相对于极角φ≥φL的方向的液晶单元31的相位延迟值R31φL，对于规定范围(λ1≤λ≤λ2)的波长范围成分，满足下述条件式(f4)。
nλ/2-λ/4＜R31φL＜nλ/2+λ/4…(f4)
即，如果满足上述(f4)的条件，则透过偏光板52以极角φ≥φL射入液晶单元31的直线偏光，在通过液晶单元31时其振动面旋转大约90°，因此不能够透过偏光板32。由此，在视野角控制用液晶面板3能够遮蔽在视野角控制膜5未被遮蔽的φL≤φ≤φH的范围的光。
另外，在图5所示的液晶显示器200中，也可以将偏光板52相对于偏光板12配置为交叉尼科耳。在此情况下，在上述的式子(f5)中将nλ项替换为nλ/2，并且在式子(f6)中将nλ/2项替换为nλ即可。
此外，也可以将偏光板32相对于偏光板52配置为交叉尼科耳。在此情况下，在上述的式子(f2)中将nλ项替换为nλ/2，并且在式子(f4)中将nλ/2项替换为nλ即可。
此外，为了得到更加良好的窄视野角特性，优选将上述式子(f6)、(f4)中的λ/4项设定为例如λ/8，或者，设定为更接近0的较小的值。
如上所述，根据本实施方式的液晶显示器200，对于规定范围(λ1≤λ≤λ2)的波长范围成分，能够可靠地对向极角为φL以上的方向行进的光进行遮光。由此，能够实现在从极角为φL以上的倾斜方向的视角观看的情况下完全看不到显示用液晶面板1的显示内容的窄视野角状态。
另外，根据本实施方式的液晶显示器200，总是利用视野角控制膜5对φ≥φH的范围进行遮光。从而，如果使视野角控制用液晶面板3为广视野角状态，则视野角控制用液晶面板3不对φL≤φ的范围进行遮光而使其透过，仅利用视野角控制膜5对φ≥φH的范围进行遮光。由此，能够成为在φL≤φ≤φH范围中也能够看见显示用液晶面板1的显示的状态。即，根据本实施方式的液晶显示器100，如果使视野角控制用液晶面板3为窄视野角状态，则能够实现对φ≥φL的范围进行遮光的广范围的窄视野角状态；如果使视野角控制用液晶面板3为广视野角状态，则能够实现仅对φ≥φH的范围进行遮光的窄范围的窄视野角状态。
此外，在本实施方式中，与第一实施方式同样，作为背光源4，能够使用具有四波长光源、其它任意光源以取代三波长光源的背光源。
此外，在本实施方式中，举例表示了偏光板12兼作为显示用液晶面板1的出射侧偏光板和视野角控制膜5的入射侧偏光板的结构。但是，与在第一实施方式中图3(a)和图3(b)所示的液晶显示器101、102同样，也可以构成为在偏光板12的上层或者偏光板52的上层进一步具有偏光板。
进一步，在本实施方式中，视野角控制膜5和视野角控制用液晶面板3的叠层顺序也可以相反。
此外，在本实施方式中，举例表示了具有各一块视野角控制用液晶面板和视野角控制膜的结构，但为了将进行遮蔽的极角的范围划分得更细，也可以具有共计三块以上的视野角控制用液晶面板或视野角控制膜。
进一步，在本实施方式中，构成为，利用视野角控制膜5和视野角控制用液晶面板3的组合，在0°～360°的方位角的至少一部分中，对φL以上的极角的视野进行遮蔽。即，并不一定能够在0°～360°的全方位角中实现窄视野角状态是因为，根据液晶面板31的液晶模式的不同，存在液晶的折射率各向异性依存于方位角的情况。从而，为了在方位角中更广的范围内对窄视野角状态进行遮蔽，也可以采用将视野角控制膜5和视野角控制用液晶面板3的组，例如改变方向，叠层两组以上的结构。
[第三实施方式]
以下对本发明的第三实施方式进行说明。另外，对于具有与在上述各实施方式中已说明的结构同样的功能的结构，标注与这些实施方式相同的参照符号，省略其详细的说明。
图7是表示第三实施方式的液晶显示器300的概略结构的截面图。如图7所示，液晶显示器300，在显示用液晶面板1的前表面(观察者侧)具有在第二实施方式中已说明的视野角控制膜5。液晶显示器300，在视野角控制膜5的前表面进一步具有视野角控制膜6。视野角控制膜6由相位差板61和偏光板62构成。
视野角控制膜6的相位差板61具有与第一实施方式中的液晶单元31的窄视野角状态相同的光学特性。作为这样的相位差板61，例如能够使用负C板(nx＝ny＞nz)。即，为了使规定的波长范围(λ1≤λ≤λ2)的光，在极角为φL以上的方向透过偏光板52后不透过偏光板62，将相对于在该方向透过的光的相位延迟值为大约λ/2的负C板用作相位差板61即可。
在液晶显示器300中，偏光板12、52、62以它们的偏光吸收轴一致的方式被配置为所谓的平行尼科耳。根据液晶单元11的液晶模式、显示用液晶面板1所具有的其它光学部件(例如各种相位差板)的特性，偏光板13相对于偏光板12可以为平行尼科耳，也可以为交叉尼科耳。
图8是表示液晶显示器300的光学特性的示意图。另外，在图8中，省略了偏光板13和背光源4的图示。如图8所示，在液晶显示器300中，与第一实施方式的液晶显示器100同样(参照图2)，在正面方向(极角φ＝0°)行进的光L1，透过视野角控制膜5和视野角控制膜6，能够被观察者视认。另一方面，在极角φ处于φL≤φ≤φH的范围的方向行进的光L2，透过视野角控制膜5，但不能够透过视野角控制膜6而被遮蔽。此外，在极角φ比φH大的方向行进的光L3，不能够透过视野角控制膜5而被遮蔽。由此，规定范围(λ1≤λ≤λ2)的波长范围的光，在极角φ为φL以上的倾斜方向，不能够透过而被遮蔽，不能够被观察者视认。结果，能够防止来自极角φ为φL以上的倾斜方向的窥视。
为了实现以上的光学特性，需要满足以下的(1)～(4)的条件。另外，以下(1)和(3)的与相位差板51的相位延迟相关的条件，与第二实施方式完全相同。另外，此处如上所述，偏光板12、52、62以它们的偏光吸收轴一致的方式被配置为所谓的平行尼科耳。
(1)相对于正面方向(极角φ＝0°)的相位差板51的相位延迟值R51φ0，在n分别为0以上的整数的情况下，对于规定范围(λ1≤λ≤λ2)的波长范围成分，满足下述的条件式(f5)。另外，在下述条件式(f5)和以后表示的各条件式中，n可以是同一值，也可以是互不相同的值。
nλ-λ/4＜R51φ0＜nλ+λ/4…(f5)
即，如果满足上述(f5)的条件，则透过偏光板12射入相位差板51的直线偏光的振动面，在通过相位差板51时旋转大约180°，因此能够透过偏光板52。
(2)相对于正面方向(极角φ＝0°)的相位差板61的相位延迟值R61φ0，在n分别为0以上的整数的情况下，对于规定范围(λ1≤λ≤λ2)的波长范围成分，满足下述条件式(f7)。
nλ-λ/4＜R61φ0＜nλ+λ/4…(f7)
即，如果满足上述(f7)的条件，则透过偏光板52射入相位差板61的直线偏光的振动面，在通过相位差板61时旋转大约180°，因此能够透过偏光板62。
(3)相对于极角φ≥φH的方向的相位差板51的相位延迟值R21φH，对于规定范围(λ1≤λ≤λ2)的波长范围成分，满足下述条件式(f6)。
nλ/2-λ/4＜R51φH＜nλ/2+λ/4…(f6)
即，如果满足上述(f6)的条件，则透过偏光板12以极角φ≥φH向相位差板51射入的直线偏光，在通过相位差板51时其振动面旋转大约90°，因此不能够透过偏光板52。
(4)相对于极角φ≥φL的方向的相位差板61的相位延迟值R61φL，对于规定范围(λ1≤λ≤λ2)的波长范围成分，满足下述条件式(f8)。
nλ/2-λ/4＜R61φL＜nλ/2+λ/4…(f8)
即，如果满足上述(f8)的条件，则透过偏光板52以极角φ≥φL向相位差板61射入的直线偏光，在通过相位差板61时其振动面旋转大约90°，因此不能够透过偏光板62。由此，在视野角控制膜6能够遮蔽在视野角控制膜5未被遮蔽的φL≤φ≤φH的范围的光。
另外，在图7所示的液晶显示器300中，可以将偏光板52相对于偏光板12配置为交叉尼科耳。在此情况下，只要在上述的式子(f5)中将nλ项替换为nλ/2，并且在式子(f6)中将nλ/2项替换为nλ即可。
此外，也可以将偏光板62相对于偏光板52配置为交叉尼科耳。在此情况下，在上述的式子(f7)中将nλ项替换为nλ/2，并且在式子(f8)中将nλ/2项替换为nλ即可。
此外，为了得到更加良好的窄视野角特性，优选将上述式子(f6)、(f8)中的λ/4项设定为例如λ/8，或者，设定为更接近0的较小的值。
如上所述，根据本实施方式的液晶显示器300，对于规定范围(λ1≤λ≤λ2)的波长范围成分，能够可靠地对向极角为φL以上的方向行进的光进行遮光。由此，能够实现在从极角为φL以上的倾斜方向的视角观看的情况下完全看不到显示用液晶面板1的显示内容的窄视野角状态。
此外，在本实施方式中，与第一实施方式同样，作为背光源4，能够使用具有四波长光源、其它任意的光源以取代三波长光源的背光源。
此外，在本实施方式中，举例表示了偏光板12兼作为显示用液晶面板1的出射侧偏光板和视野角控制膜5的入射侧偏光板的结构。但是，与第一实施方式中在图3(a)和图3(b)中表示的液晶显示器101、102同样，也可以构成为，在偏光板12的上层或者偏光板52的上层，进一步具有偏光板。
进一步，在本实施方式中，视野角控制膜5和视野角控制膜6的叠层顺序也可以相反。
此外，在本实施方式中，举例表示了具有两块视野角控制膜的结构，但为了将进行屏蔽的极角的范围划分得更细，也可以具有共计三块以上的视野角控制膜。
以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但本发明并不仅限定于上述的具体例子，在发明的范围内能够进行各种变更。
例如，在第一～第三实施方式中，举例表示仅在显示用液晶面板1的前表面具有视野角控制元件的结构。但是，也可以构成为在显示用液晶面板1的前表面和背面这两面具有视野角控制元件。例如，图9表示作为第一实施方式的液晶显示器100的更进一步的变形例的液晶显示器104的结构。比较图1和图9可知，在液晶显示器100和液晶显示器104中，显示用液晶面板1和视野角控制用液晶面板2的叠层顺序相反。即，如图9所示，液晶显示器104采用在背光源4和显示用液晶面板1之间配置有视野角控制用液晶面板2的结构。在液晶显示器104中，显示用液晶面板1也可以是半透过型液晶面板。
另外，在液晶显示器104中，在背光源4和视野角控制用液晶面板2之间具有直线偏光板23。这是因为，在图1所示的液晶显示器100的情况下，显示用液晶面板1的偏光板12作为设置于向视野角控制用液晶面板2的光的入射侧的偏光板发挥作用，但在图9所示的液晶显示器104的情况下，需要在背光源4侧设置直线偏光板。但是，在图9所示的液晶显示器104中，作为显示用液晶面板1的入射侧偏光板的偏光板13能够省略。另外，在图9所示的液晶显示器104中，也可以采用代替视野角控制用液晶面板2或者视野角控制用液晶面板3而具有第二实施方式的视野角控制膜5或者第三实施方式的视野角控制膜6的结构。
此外，在上述的说明中，作为显示装置的具体例子，举出了透过型液晶面板，但显示装置并不限定于此。例如，能够将反射型或者半透过型的液晶显示面板用作显示装置。此外，不限于液晶显示面板这样的非发光型显示装置，也能够使用例如CRT(Cathode Ray Tube，阴极射线管)、等离子体显示器、有机EL(Electronic Luminescence，电致发光)元件、无机EL元件、LED(Light Emitting Diode，发光二极管)显示器、荧光显示管(Vacuum Fluorescent Display)、电场发射显示器(Field Emission Display)、表面电场显示器(Surface-conductionElectron-emitter Display)等的自发光型显示装置。
另外，在上述的第一或者第二实施方式中，在显示器的显示状态为窄视野角时，也可以在显示装置的画面中显示用于向用户传达该信息的消息、图像或者图标等。
此外，在上述第一或者第二实施方式中，也可以使视野角控制装置的驱动电路根据显示装置中显示的图像的内容而运作，从而自动地切换窄视野角和广视野角。例如，可以是，在显示器用于浏览因特网的网页时，根据网页的内容，参照与各页相关联的软件标志(softwareflag)，在其为优选不让他人看到的内容等的情况下，自动地切换为窄视野角的显示状态。此外，在浏览器以加密模式被启动时，也可以向窄视野角的显示状态进行切换。
此外，也能够在显示器为数据输入装置的一部分的情况下、或者是与数据输入装置相关联且输入的数据类型或者想要输入的数据类型具有机密性等的情况下，进行调整使得显示器的显示状态切换到窄视野角。例如，在用户输入某些个人识别号码等时，显示器自动地切换到窄视野角即可。
另外，在上述的第一或者第二实施方式中，视野角控制装置可以作为能够从显示装置卸下的模块或者盖而形成。这样的能够卸下的模块，在被安装到显示装置时，通过与显示装置电连接，能够得到适当的电力和控制信号。
此外，在上述第一或者第二实施方式中，进一步具有对显示器的周围光进行测定的光学传感器(环境传感器；ambient sensor)，在光学传感器的测定值低于规定的阙值时，也优选将显示器的显示状态变为窄视野角。
另外，第三实施方式的液晶显示器300总是为窄视野角状态，不能够像第一或者第二实施方式的液晶显示器那样切换广视野角状态和窄视野角状态。但是，与第一或者第二实施方式相比较，其具有如下优点：装置结构简单、能够将显示装置整体形成得薄且轻、透过率高等。于是，优选根据用途，区分使用第一～第三实施方式。
例如，在便携式电话机、移动电脑等的希望根据周围的状况切换广视野角状态和窄视野角状态而进行使用的显示装置的情况下，优选使用第一或者第二实施方式。另一方面，在例如现金自动存取机(ATM)用显示面板那样的希望总是防止来自斜后方的他人的窥视的显示装置中，认为适于使用第三实施方式。此外，对于车载监控器来说，通过使用第三实施方式，能够防止监视器图像映入车辆的前玻璃(frontglas)、侧玻璃(side glas)。进一步，在第三实施方式中说明的视野角控制膜5和视野角控制膜6的叠层膜的使用，并不限于显示装置。例如，认为其能够贴在车辆、建筑物的窗玻璃、屏风等各种物品上，以遮蔽来自外部的视线。
此外，本发明的显示器和视野角控制元件的用途涉及多个方面。例如，不仅适用于笔记本型个人电脑、便携式情报终端(PDA)、便携式游戏机、或者便携式电话等的显示器，也适用于ATM、设置于公共场所的信息终端、售票机、和车载用显示器等各种设备的显示器。
此外，本发明的视野角控制元件，存在以组装于显示器的状态被实施的情况，也存在作为显示器的部件，以视野角控制元件单体进行制造并流通的可能性。
产业上的或利用性
本发明，作为通过切换广视野角和窄视野角能够适应各种使用环境、用途的显示器，和用于该显示器的视野角控制元件，能够在产业上进行利用。

Claims (12)

1.一种显示器，其具有：显示图像的图像显示装置；和叠层于所述图像显示装置，对该图像显示装置的视野角进行控制的视野角控制元件，该显示器的特征在于：
所述视野角控制元件包括：
第一遮蔽层，其包括：具有双折射性的光学元件；和包括配置在所述光学元件的出射侧的出射侧偏光板的至少一块偏光板，在规定的波长范围的光以第一角度以上的角度入射时，所述光学元件赋予相位差，由此进行遮蔽使得所述规定的波长范围的光不透过所述出射侧偏光板；
至少一层辅助遮蔽层，其包括：具有双折射性的光学元件；和包括配置在所述光学元件的出射侧的出射侧偏光板的至少一块偏光板，在所述规定的波长范围的光以比所述第一角度小的第二角度以上的角度入射时，所述光学元件赋予相位差，由此进行遮蔽使得所述规定的波长范围的光不透过所述出射侧偏光板，
通过所述第一遮蔽层和辅助遮蔽层，能够遮蔽所述规定的波长范围的光中以所述第二角度以上的角度向所述视野角控制元件入射的光。
2.如权利要求1所述的显示器，其特征在于：
所述第一遮蔽层的光学元件是液晶面板，
所述辅助遮蔽层的光学元件是液晶面板。
3.如权利要求1所述的显示器，其特征在于：
所述第一遮蔽层的光学元件是相位差板，
所述辅助遮蔽层的光学元件是液晶面板。
4.如权利要求1所述的显示器，其特征在于：
所述第一遮蔽层的光学元件是相位差板，
所述辅助遮蔽层的光学元件是相位差板。
5.如权利要求1～4中任一项所述的显示器，其特征在于：
夹着所述第一遮蔽层的光学元件而配置的偏光板的偏光吸收轴大致平行，令所述第一遮蔽层和辅助遮蔽层的光学元件的相位延迟为R、令在所述各层被遮蔽的光的波长为λ、令n为0以上的整数，则满足：
nλ/2-λ/4＜R＜nλ/2+λ/4。
6.如权利要求1～4中任一项所述的显示器，其特征在于：
夹着所述第一遮蔽层的光学元件而配置的偏光板的偏光吸收轴大致正交，令所述第一遮蔽层和辅助遮蔽层的光学元件的相位延迟为R、令在所述各层被遮蔽的光的波长为λ、令n为0以上的整数，则满足：
nλ-λ/4＜R＜nλ+λ/4。
7.如权利要求1～6中任一项所述的显示器，其特征在于：
所述显示装置是透过型液晶显示装置，
还具有背光源。
8.如权利要求7所述的显示器，其特征在于：
在所述背光源与所述透过型液晶显示装置之间配置有所述视野角控制元件。
9.如权利要求7所述的显示器，其特征在于：
在所述透过型液晶显示装置的前表面配置有所述视野角控制元件。
10.如权利要求1～6中任一项所述的显示器，其特征在于：
所述显示装置是反射型液晶显示装置或者半透过型液晶显示装置，
在所述透过型液晶显示装置的前表面配置有所述视野角控制元件。
11.如权利要求1～6中任一项所述的显示器，其特征在于：
所述显示装置是自发光型显示装置，
在所述自发光型显示装置的前表面配置有所述视野角控制元件。
12.一种视野角控制元件，其叠层于显示图像的图像显示装置，对该图像显示装置的视野角进行控制，该视野角控制元件的特征在于，包括：
第一遮蔽层，其包括：具有双折射性的光学元件；和包括配置在所述光学元件的出射侧的出射侧偏光板的至少一块偏光板，在规定的波长范围的光以第一角度以上的角度入射时，所述光学元件赋予相位差，由此进行遮蔽使得所述规定的波长范围的光不透过所述出射侧偏光板；
至少一层辅助遮蔽层，其包括：具有双折射性的光学元件；和包括配置在所述光学元件的出射侧的出射侧偏光板的至少一块偏光板，在所述规定的波长范围的光以比所述第一角度小的第二角度以上的角度入射时，所述光学元件赋予相位差，由此进行遮蔽使得所述规定的波长范围的光不透过所述出射侧偏光板，
通过所述第一遮蔽层和辅助遮蔽层，能够遮蔽所述规定的波长范围的光中以所述第二角度以上的角度向所述视野角控制元件入射的光。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115728983A (zh) * 2022-11-11 2023-03-03 厦门天马微电子有限公司 一种显示模组和显示装置

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8384853B2 (en) * 2007-05-21 2013-02-26 Sharp Kabushiki Kaisha Display and viewing angle control element used for same
CN108351951B (zh) 2015-10-26 2023-02-07 瑞尔D斯帕克有限责任公司 智能隐私系统、设备及其方法
TWM537663U (zh) * 2016-10-25 2017-03-01 揚昇照明股份有限公司 視角控制裝置以及可控制視角顯示裝置
WO2018109991A1 (ja) * 2016-12-12 2018-06-21 シャープ株式会社 表示装置、電子ミラー、表示装置の制御方法、プログラム、記録媒体
US10649248B1 (en) * 2017-01-17 2020-05-12 Apple Inc. Displays with adjustable privacy levels
CN108345139B (zh) 2017-01-25 2022-04-22 中强光电股份有限公司 视角可切换显示装置
US10126575B1 (en) 2017-05-08 2018-11-13 Reald Spark, Llc Optical stack for privacy display
JP7204073B2 (ja) 2017-05-08 2023-01-16 リアルディー スパーク エルエルシー 指向性ディスプレイ用の光学積層体
TW201921060A (zh) 2017-09-15 2019-06-01 美商瑞爾Ｄ斯帕克有限責任公司 用於可切換定向顯示器的光學堆疊結構
US11109014B2 (en) 2017-11-06 2021-08-31 Reald Spark, Llc Privacy display apparatus
KR20200120650A (ko) 2018-01-25 2020-10-21 리얼디 스파크, 엘엘씨 프라이버시 디스플레이를 위한 터치스크린
WO2019147762A1 (en) * 2018-01-25 2019-08-01 Reald Spark, Llc Reflective optical stack for privacy display
WO2019183525A1 (en) 2018-03-22 2019-09-26 Reald Spark, Llc Optical waveguide for directional backlight
EP3814832A4 (en) 2018-06-29 2022-04-06 RealD Spark, LLC STABILIZATION FOR PRIVACY DISPLAY
WO2020018552A1 (en) 2018-07-18 2020-01-23 Reald Spark, Llc Optical stack for switchable directional display
US11106103B2 (en) 2018-10-03 2021-08-31 Reald Spark, Llc Privacy display apparatus controlled in response to environment of apparatus
CN117311038A (zh) 2018-11-07 2023-12-29 瑞尔D斯帕克有限责任公司 定向显示设备
WO2020146091A1 (en) 2019-01-07 2020-07-16 Reald Spark, Llc Optical stack for privacy display
WO2020167680A1 (en) 2019-02-12 2020-08-20 Reald Spark, Llc Diffuser for privacy display
TW202102883A (zh) 2019-07-02 2021-01-16 美商瑞爾Ｄ斯帕克有限責任公司 定向顯示設備
CN114341681A (zh) 2019-08-02 2022-04-12 瑞尔D斯帕克有限责任公司 用于防窥显示器的光学堆叠
WO2021067638A1 (en) 2019-10-02 2021-04-08 Reald Spark, Llc Privacy display apparatus
CN110824740B (zh) * 2019-11-11 2022-09-23 昆山龙腾光电股份有限公司 显示面板、显示面板的视角控制方法及显示装置
KR20220098382A (ko) 2019-11-13 2022-07-12 리얼디 스파크, 엘엘씨 축외 디스플레이 디바이스
WO2021118936A1 (en) 2019-12-10 2021-06-17 Reald Spark, Llc Control of reflections of a display device
WO2021126707A1 (en) 2019-12-18 2021-06-24 Reald Spark, Llc Control of ambient light for a privacy display
WO2021222604A1 (en) 2020-04-30 2021-11-04 Reald Spark, Llc Directional display apparatus
CN115867854A (zh) 2020-04-30 2023-03-28 瑞尔D斯帕克有限责任公司 定向显示设备
WO2021222615A1 (en) 2020-04-30 2021-11-04 Reald Spark, Llc Directional display apparatus
TW202204818A (zh) 2020-07-29 2022-02-01 美商瑞爾Ｄ斯帕克有限責任公司 光瞳照明裝置
US11624944B2 (en) 2020-07-29 2023-04-11 Reald Spark, Llc Backlight for switchable directional display
US20220163828A1 (en) * 2020-11-25 2022-05-26 Innolux Corporation Electronic device
US11892717B2 (en) 2021-09-30 2024-02-06 Reald Spark, Llc Marks for privacy display
WO2023154217A1 (en) 2022-02-09 2023-08-17 Reald Spark, Llc Observer-tracked privacy display
WO2023196440A1 (en) 2022-04-07 2023-10-12 Reald Spark, Llc Directional display apparatus

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10268251A (ja) 1997-03-27 1998-10-09 Advanced Display:Kk 液晶表示装置の制御方法
JP3999206B2 (ja) * 2004-02-05 2007-10-31 シャープ株式会社 視野角制御素子およびそれを用いた映像表示装置
GB2413394A (en) 2004-04-20 2005-10-26 Sharp Kk Display
GB2418518A (en) * 2004-09-24 2006-03-29 Sharp Kk A Display
JP2006106439A (ja) * 2004-10-06 2006-04-20 Sharp Corp 表示装置および電子機器
JP4536489B2 (ja) * 2004-11-15 2010-09-01 株式会社 日立ディスプレイズ 光学素子及びそれを用いた表示装置
CN100351684C (zh) * 2005-01-11 2007-11-28 友达光电股份有限公司 可调整视角的液晶显示器及其调整视角方法
JP2007052260A (ja) * 2005-08-18 2007-03-01 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 液晶表示装置
JP4254782B2 (ja) * 2005-11-21 2009-04-15 エプソンイメージングデバイス株式会社 画像表示装置及び電子機器
JP2007155817A (ja) * 2005-11-30 2007-06-21 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 表示装置
JP4995195B2 (ja) * 2006-05-31 2012-08-08 シャープ株式会社 表示装置システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115728983A (zh) * 2022-11-11 2023-03-03 厦门天马微电子有限公司 一种显示模组和显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009011199A1 (ja) 2009-01-22
JP4928608B2 (ja) 2012-05-09
US20100188617A1 (en) 2010-07-29
CN101681577B (zh) 2011-08-24
JPWO2009011199A1 (ja) 2010-09-16
US8098350B2 (en) 2012-01-17

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