CN1854864A - 显示装置、终端装置、光源装置以及光学部件 - Google Patents

Abstract

一种显示装置，其包括光源，并沿着从光源发射的光的路径具有光波导、遮光栅格、各向异性散射片以及透射式液晶板。遮光栅格的光限制方向从Y轴方向倾斜角度α。设置角度α的值，使得在遮光栅格和液晶板之间产生的莫尔纹的排列方向接近X轴方向。在Y轴方向延伸的多个带形凸起部形成在各向异性散射片的表面上，并构造为使得光的散射方向具有各向异性。具体来说，在X轴方向的散射增加，并且在Y轴方向的散射降低。在具有增加的显示方向性的显示装置中，莫尔纹可因此减少。

Description

显示装置、终端装置、光源装置以及光学部件

技术领域

本发明涉及一种关于特定方向增加显示的方向性的显示装置，一种具有该显示装置的终端装置，以及一种结合到前述的显示装置中的光源装置和光学部件。

背景技术

由于技术方面的新的发展，显示板已在多种装置范围内使用，这些装置包括监视器、电视机和其它大型的终端装置；笔记本型个人计算机、自动提款机、自动售货机和其它中型的终端装置；以及个人TV、PDA(个人数字助理：个人信息终端)、移动电话、移动游戏装置和用于各种场所的其它小型终端装置。由于其薄型、轻重量、小尺寸、低能量消耗以及其它优点，使用液晶的显示装置在终端装置中尤其常用。

在这些终端装置中，小到中型终端装置特有地不仅用于紧密的安全性下的封闭空间，而且用于公共场所。因此，阻止保密信息和机密情报的显示被第三方看到变得很重要。尤其在最近几年，显示保密信息和机密情报的机会随同终端装置的发展而增加，并增加了用于防窃视(eavesdropping prevention)技术的需求。已经与防窃视光学部件一起提出了一种显示装置，该光学部件应用于该显示装置，该显示装置中仅在前方或其它特定方向的位置上的使用者能够看到显示，并且通过窄的角度范围防止其它方向的偷看，其中该角度范围的显示是可见的(例如参见日本未决公开专利申请2003-131202：下文中称为现有技术1)。

图22是一剖面图，示出了现有技术1中公开的防窃视装置。该防窃视装置附着在显示装置的显示表面上，并被使用。在图22中所示的该传统的防窃视装置中提供了薄防眩层1101，以及具有高透光性的薄粘合层1110成层并安装在该防眩层1101的背表面上。硅酮粘合层1120也提供给防眩层1101的表面，以及透光性的薄透光层1130经由硅酮粘合层1120整体地粘合并成层。防眩层1101、粘合层1110以及透光层1130的每一个都是柔性片或膜的形式。在防眩层1101的相对侧上的粘合层1110的表面是光滑的，透光性附着表面1111具有镜面光洁度，并且是一附加表面，能够可拆地粘贴到信息显示装置的液晶显示器(图中未示出)的显示表面。

防眩层1101通过整化在平行于防眩层1101的表面的方向上以交替的方式设置的多个透明硅酮橡胶片1102和多个有色的硅酮橡胶片1103而形成。透明硅酮橡胶片1102和有色硅酮橡胶片1103的邻接表面相互平行。透明硅酮橡胶片1102和有色硅酮橡胶片1103的宽度，具体地，在图22横向的厚度，以考虑到透明度和平行透光率由透明硅酮橡胶片1102的宽度对有色硅酮橡胶片1103的宽度的比率决定的事实，以及视角范围由透明硅酮橡胶片1102的折射率和宽度以及防窃视装置的总厚度决定的事实来选择。在现有技术1中，透明硅酮橡胶片1102的宽度描述为例如是100至200μm，并且优选120至150μm；以及有色硅酮橡胶片1103的宽度描述为例如是10至50μm，并且优选10至30μm。根据现有技术1，通过对透明硅酮橡胶片1102和有色硅酮橡胶片1103的厚度设置这样的值，能够赋予防眩层1101以大约80％以上、最大85％以上的平行透光率，以及90至120度的可视范围。根据现有技术1，考虑到可视角度范围、透光性和操作，将防窃视装置的厚度设置为约0.15至0.5mm，以及更优选地设置为约0.15至0.3mm，以能够安装在小、薄的移动电话等等的液晶显示器上。

由于以相对于防窃视装置倾斜的方向入射的光线会被形成遮光栅格(louver)的有色硅酮橡胶片吸收，因此将该类型的防窃视装置附着到显示装置的显示表面，防止了光线从防窃视装置射出。具体来说，用于信息显示器的防窃视装置的防眩层1101表现出防窃视作用。因此，当防窃视装置安装在信息显示器的液晶显示器上时，在使用者旁边出现的第三方从边上看或者读取各种型式的显示的信息是不可能的或者是及其困难的。从而，由于在信息显示器上显示的信息不会泄漏给第三方，信息显示器的使用者能够舒适地监控并传输信息而不用担心被偷看。

然而，现有技术1中描述的防窃视装置有下面描述的那些问题。具体来说，当现有技术1中描述的防窃视装置安装在显示装置上时，在构成防窃视装置的有色硅酮橡胶片和显示装置的像素之间，莫尔纹(moire)呈现显著的程度，以及显示质量严重降低。

用于抑制莫尔纹的技术在过去为了补偿该问题已经得以发展，(例如参见日本专利No.2622762：下文中称为现有技术2)。图23是一示意图，示出了现有技术2中公开的具有光控制薄膜的常规光栅显示装置；图24是一俯视图，示出了光控制薄膜相对于显示装置的显示表面的定位；以及图25是一曲线图，示出了角度β和间距p之间的关系，其中显示装置的光栅和光控制薄膜的条带之间的角度β(度)绘制在水平轴线上，莫尔条纹的间距p(mm)绘制在垂直轴线上。

如图23中所示，现有技术2中描述的光栅显示装置3102例如安置在车载(in-vehicle)信息显示系统中，并且该车载信息显示系统由车辆状态检测装置3101、CRT(阴极射线管)显示装置或其它具有使得栅距为a排列的光栅的光栅显示装置3102、信息显示控制器3103、用于控制光的传输方向的光控制薄膜3104、以及操作输入装置3106。光控制薄膜3104安装在光栅显示装置3102的显示表面上。使用者3105可通过光控制薄膜3104看到光栅显示装置3102。

光控制薄膜3104控制入射光的传输方向，并具有透光和遮光部分，以其中规定间距的条带交替排列。光控制薄膜3104由玻璃板加固。光控制薄膜3104也相对于光栅显示装置3102偏置，使得控制薄膜3104的条带的延伸方向相对于光栅显示装置的光栅方向倾斜规定的角度β，例如10度。

如图24中所示，当从前面观看显示装置3102和光控制薄膜3104时，间距为p的莫尔条纹出现在光栅(由直线A表示)和条带(由直线B表示)之间的交叉点。该莫尔条纹由虚线C表示。在这种情况下，当角度相对小时，莫尔条纹的间距p可用下面的方程式1来计算，其中a为光栅的栅距，k是因数，(a×k)是条带的间距，以及β(度)是由光栅的延伸方向和条带的延伸方向形成的角度。

【方程式1】

$p=\frac{\left|\frac{a\×k}{\cos \mathrm{\β}}\right|}{\sqrt{{\left(\tan \mathrm{\β}\right)}^2+{(1-\frac{k}{\cos \mathrm{\β}})}^2}}$

图25是一曲线图，其中作图表示了上述的方程式1。如图25中所示，莫尔条纹的间距p随着角度β的增加而减小，而不考虑因数k的大小。通过使莫尔条纹的间距p与光栅的栅距a大致相同或者比光栅的栅距小，莫尔条纹可能对使用者来说不明显。要求达到该结果的角度β大约是3度或者更大。

根据现有技术2中的描述，当为了防窃视等目的将控制薄膜安装在图像显示装置的显示表面上时，莫尔条纹因此由控制薄膜的遮光部分的重叠以及图像显示装置中的像素的布置而产生，其中透光条带部分和遮光条带部分以交替的方式排列在控制薄膜中，并且该控制薄膜用于控制光的透射方向，多个像素以二维方式周期性地排列在该图像显示装置中，并且在该图像显示装置中显示任意图像。然而，通过相对于图像显示装置的像素的排列方向将控制薄膜条带的延伸方向倾斜3度或更多，可使莫尔条纹的间距比像素的排列间距小，并且可将图像上的莫尔纹效应减少至一定程度。

然而，上述的常规技术有下面描述的那些问题。如现有技术2中所描述的，可通过将控制薄膜条带的延伸方向相对于图像显示装置的像素的排列方向倾斜而将莫尔纹减少至一定程度。然而，莫尔纹仍然存在，并且莫尔纹减少的效果也还不够。如同样在现有技术2的图3中描述的，当控制薄膜的不透光部分的间距与显示装置的像素间距接近时，莫尔纹的周期尤其增加。因此，即使当控制薄膜设置在倾斜位置时，充分减少莫尔纹也是不可能的。在这种情况下，当为了减少莫尔纹而增加控制薄膜的倾斜角度时，光受限制的方向，具体地，防窃视的方向，从水平方向倾斜，因此造成使用者的不便。

发明内容

本发明的目标是提供一种显示装置，其能够在具有增加的显示方向性的显示装置中减少莫尔纹，并提供一种使用该显示装置的终端装置，以及提供一种并入该显示装置中的光源装置和光学部件。

根据本发明的显示装置具有：显示板，其中以矩阵形式排列了多个像素；光方向限制元件，其插入入射到显示板上的光或从显示板出射的光的路径中，并且具有以交替的方式在与像素的排列方向不同的第一方向上排列的多个透明区域和多个光吸收区域；以及各向异性散射单元，用于在显示板和光方向限制元件之间产生的莫尔纹的排列方向上将入射光散射到比在第一方向上更大的程度。

在本发明中，光方向限制元件将光的方向限制在第一方向，以及各向异性散射单元在莫尔纹的排列方向上将光散射至比在第一方向上更大的程度，由此可使莫尔纹模糊，而不会损害光方向限制元件的光方向限制效应。

在这一情况下，各向异性散射单元的最大散射方向优选是像素的排列方向中的一个方向。由于散射效应可关于构成显示表面的显示装置的侧面垂直设置，从而可以减少使用期间的不便。

替代地，各向异性散射单元的最大散射方向优选是垂直于第一方向的方向。从而可更有效地防止损害光方向限制元件的光方向限制效应。

也可以是显示板、光方向限制元件以及各向异性散射单元沿着光路径按序排列。因此遮光栅格提供在显示板的使用者侧，以及各向异性散射结构形成在该遮光栅格中。从而使用者可根据情况容易地装上或拆下配备有各向异性散射结构的遮光栅格。

也可以是显示板、各向异性散射单元以及光方向限制元件沿着光路径按序排列。各向异性散射单元可因此起各向异性散射粘合层的作用，而无需向光方向限制元件的表面提供不平的(textured)结构或其它各向异性散射单元，并能降低成本。

替代地，光方向限制元件、各向异性散射单元以及显示板可沿着光路径按序排列。该显示板可因此尽可能地向着使用者来布置。因此可减少由下面这样的显示器引起的不便，该显示器看起来相对于显示装置的最外面的表面凹进该装置内一数量，该数量与提供至显示板的前表面的部件的厚度同量。

此外，各向异性散射单元可包括透明基板和在一个方向延伸并形成在透明基板的表面上的凸起部。在这一情况下，各向异性散射单元可以是一维排列的棱镜片，其中在一个方向上延伸的多个棱镜相互平行排列；或者是双凸透镜，其中在一个方向上延伸的多个柱面透镜相互平行排列。各向异性散射单元也可包括透明基板和在一个方向上延伸并形成在该透明基板的表面上的凹进部。

替代地，各向异性散射单元可以是形成在光方向限制元件的表面或显示板的表面上的凸起部。在这一情况下，各向异性散射单元可以是一维排列的棱镜结构，其中在一个方向上延伸的多个棱镜相互平行排列；或者是双凸透镜结构，其中在一个方向上延伸的多个柱面透镜相互平行排列。各向异性散射单元的散射各向异性可因此增强。各向异性散射单元也可以是形成在光方向限制元件的表面或显示板的表面上的凹进部。因此透明基板是不必要的，并且显示装置的厚度可因此减小。各向异性散射单元和光方向限制元件或透射式液晶板还光学地相互粘合。因此，能够防止出现干涉条纹，并且能更进一步增强显示质量。

替代地，各向异性散射单元可以是各向异性散射粘合层，用于将光方向限制元件粘附到显示板上。各向异性散射单元也可布置在显示板的内部。在这一情况下，显示板可具有光学薄膜，以及各向异性散射单元可以是各向异性散射粘合层，用于将光学薄膜固定在显示板的基板上。因此无需将各向异性散射单元提供到光方向限制元件等的表面上，并能降低成本。

此外，根据本发明的显示装置可包括透明/散射状态切换元件，其能够在用于透射入射光的状态和用于散射该光的状态之间切换，并插入在入射到显示板上的光的路径中。通过在透明状态和散射状态之间切换透明/散射状态切换元件，显示的可见范围可因此改变。在这一情况下，特别地，莫尔纹在透明状态能够减少，并且能够实现极好的显示质量。

在这一情况下，各向异性散射元件优选是各向异性散射粘合层，用于将透明/散射状态切换元件粘附到光方向限制元件上。因此无需提供各向异性散射元件，并能实现薄型和低成本。

显示板也可以是液晶板。在这一情况下，液晶显示板优选是这样的液晶显示板，其根据横场(lateral field)原理、多畴垂直配向(multi-domain vertical alignment)原理或带补偿膜扭曲向列(film-compensated TN)原理来工作。当透明/散射状态切换元件是在散射状态时，显示的对比度反转可因此最小化，并且可见度可增强。

根据本发明的另一显示装置具有：光方向限制元件，其具有在第一方向上以交替的方式排列的多个透明区域和多个光吸收区域；透明/散射状态切换元件，能够在用于透射从光方向限制元件入射的光的状态以及用于散射该光的状态之间切换；以及显示板，通过透射从透明/散射状态切换元件入射的光来显示图像，并且其中多个像素在与第一方向不同的方向上以矩阵形式排列；其中在光透射状态时，透明/散射状态切换元件在显示板和光方向限制元件之间产生的莫尔纹的排列方向上将入射光散射到比在第一方向上更大的程度。

根据本发明的终端装置具有前述的显示装置。

通过各向异性散射单元或透明/散射状态切换元件的光的最大散射方向优选是垂直于终端装置的屏幕的方向。因此在应用终端装置时，能够有效地防止从横向上的偷看。

根据本发明的终端装置可以是移动电话、个人信息终端、游戏装置、数字照相机、摄像机、视频播放机、笔记本型个人计算机、自动提款机或自动售货机。

根据本发明的光源装置具有：平面光源，用于以平面形式发射光；光方向限制元件，其插入光的路径中，并具有在第一方向上以交替的方式排列的多个透明区域和多个光吸收区域；以及各向异性散射单元，用于在与第一方向不同的方向上将入射光散射至更大的程度。

该光源装置可设置在显示装置中，并适合地用作用于防窃视并减少莫尔纹的显示装置的光源装置。

根据本发明的另一光源装置具有：平面光源，用于以平面形式发射光；光方向限制元件，其插入光的路径中，并具有在第一方向上以交替的方式排列的多个透明区域和多个光吸收区域；以及透明/散射状态切换元件，能够在用于透射从光方向限制元件入射的光的状态和用于散射该光的状态之间切换；其中当在光透射状态时，该透明/散射状态切换元件在与第一方向不同的方向上将入射光散射至更大的程度。

根据本发明的光学部件具有：光方向限制元件，其具有在第一方向上以交替的方式排列的多个透明区域和多个光吸收区域；以及各向异性散射单元，其在与第一方向不同的方向上将入射光散射至更大的程度，并整体地形成在光方向限制元件的表面上。

在本发明中，当与显示板结合使用时，获得的光学部件能够减少莫尔纹。

根据本发明的另一光学部件具有光方向限制元件，其具有在第一方向上以交替的方式排列的多个透明区域和多个光吸收区域，并且在光透射状态时，其在与第一方向不同的方向上将入射光散射至更大的程度。

根据本发明，能够减少显示装置中的莫尔纹，且其中显示的方向性提高。

附图说明

图1是一透视图，示出了根据本发明的第一实施例的显示装置；

图2是一俯视图，示出了作为图1中所示的显示装置的光方向限制元件的遮光栅格；

图3是一俯视图，示出了图1中所示的显示装置的各向异性散射片；

图4是一俯视图，示出了遮光栅格的光限制方向与各向异性扩散片的散射方向之间的关系；

图5是一透视图，示出了根据本实施例的终端装置；

图6是一俯视图，示出了本实施例中的遮光栅格的光限制方向与透射式液晶板的像素排列方向之间的关系；

图7是一曲线图，其中为角度α绘制了上述的方程式3，其中角度α绘制在水平轴线上而角度β绘制在垂直轴线上；

图8是一透视图，示出了根据本发明的第二实施例的显示装置；

图9是一俯视图，示出了形成在遮光栅格的表面上的各向异性散射结构；

图10是一俯视图，示出了遮光栅格与各向异性散射结构之间的位置关系；

图11是一俯视图，示出了在本实施例中的遮光栅格的光限制方向与透射式液晶板的像素排列方向之间的关系；

图12是一透视图，示出了根据本发明的第三实施例的显示装置；

图13是一俯视图，示出了图12中所示的显示装置的各向异性散射结构；

图14是一俯视图，示出了在图12中所示的显示装置中的遮光栅格的光限制方向与各向异性散射结构的散射方向之间的关系；

图15是一透射图，示出了根据本发明的第四实施例的显示装置；

图16是一透视图，示出了图15中所示的显示装置的各向异性散射片；

图17是一透视图，示出了第四实施例的变型的各向异性散射片；

图18是一剖视图，示出了根据本发明的第五实施例的显示装置；

图19是一剖视图，示出了图18中所示的显示装置中的透明/散射状态切换元件；

图20是一剖视图，示出了根据本发明的第六实施例的显示装置；

图21是一曲线图，示出了在X轴方向和Y轴方向上的PNLC层的浊度(haze)的电压相关性，其中施加给PNLC的电压绘制在水平轴线上，PNLC层的混浊度绘制在垂直轴线上；

图22是一剖视图，示出了现有技术1中描述的常规防窃视装置；

图23是一示意图，示出了现有技术2中描述的具有常规光控制薄膜的光栅显示装置；

图24是一俯视图，示出了光控制薄膜相对于显示装置的显示表面的位置；以及

图25是一曲线图，示出了角度β和间距p之间的关系，其中由光栅与显示装置的光控制薄膜的条带形成的角度β绘制在水平轴线上，莫尔条纹的间距p绘制在垂直轴线上。

具体实施方式

下文中将参考附图详细描述根据本发明的实施例的显示装置、终端装置、光源装置以及光学部件。首先将描述根据本发明的第一实施例的显示装置、终端装置、光源装置以及光学部件。图1是一透视图，示出了根据本实施例的显示装置；图2是一俯视图，示出了作为图1中所示的显示装置的光方向限制元件的遮光栅格；图3是一俯视图，示出了图1中所示的显示装置的各向异性散射片；图4是一俯视图，示出了遮光栅格的光限制方向与各向异性扩散片的散射方向之间的关系；以及图5是一透视图，示出了根据本实施例的终端装置。

如图1中所示，根据第一实施例的显示装置2中提供了光源装置1，以及光源装置1上提供了透射式液晶板7。光源装置1具有：光波导3；在光波导3的侧面上提供的光源51；布置在光波导3前表面侧(具体地为使用者侧)的作为光方向限制元件的遮光栅格112；以及布置在遮光栅格112的前表面侧(具体地为使用者侧)的作为各向异性散射元件的各向异性散射片61。具体来说，光波导3、遮光栅格112、各向异性散射片61以及透射式液晶板7在显示装置2中向着使用者按序成层。

在本说明书中，为了方便，如下面所述来建立XYZ直角坐标系。从光源51到光波导3的方向是+X方向，而相反的方向是-X方向。+X方向和-X方向统称为X轴方向。在平行于光波导3的光出射表面43的方向内，正交于X轴方向的方向是Y轴方向。此外，正交于X轴方向和Y轴方向的方向是Z轴方向；并且在Z轴方向内，从光波导3到遮光栅格112的方向是+Z方向，而相反的方向是-Z方向。+Z方向是前面的方向，具体地是向着观看者的方向。+Y方向是建立右手坐标系的方向。具体来说，当人的右手拇指在+X方向，而食指在+Y方向时，中指在+Z方向。

光源51是点光源，其发射在+X方向的光。在光源的一个例子中，例如沿着Y轴方向提供四个LED(发光二极管)。光波导3是板形部件，例如由玻璃或其它透明材料构成，并且其主表面垂直于Z轴方向，并排列该光波导3以使从光源51发射的光在面向-X方向的表面上入射。光波导3从光出射表面43，具体地从面向+Z方向的主表面以一平面基本上均匀地发射光，同时在主表面之间反射从-X方向侧的表面入射的光，并在+X方向传播该光。

在如图2中所示的遮光栅格112中，用于透射光的光透射透明区域112a和用于吸收光的吸收区域112b例如在平行于遮光栅格112的表面的方向上以交替的方式形成和排列。如从垂直于遮光栅格112的表面的方向，具体地从Z轴方向看时，该透明区域112a和吸收区域112b是相互平行延伸的带形区域，并且其延伸方向从+X方向向-Y方向倾斜角度α。具体地，其中透明区域112a和吸收区域112b以交替方式排列的方向从+Y方向向+X方向倾斜角度α。角度α例如设置为20度。吸收区域112b排列的间距例如设置为140μm。

如图3中所示，各向异性散射结构611形成在各向异性散射片61的面向+Z方向的表面上。该各向异性散射结构611是在Y轴方向延伸的带形凸起部，并且多个形成在各向异性散射片61的表面上。许多各向异性散射结构因此被面向+Z方向的各向异性散射片61的表面上在X轴方向描绘的线而横切。该表面因此在X轴方向具有很多不规则性。相反，沿着该表面在Y轴方向描绘的线与各向异性散射结构611很少相交或不相交。该表面因此在Y轴方向具有很少的不规则性。

在更一般的条件下，各向异性散射片61的表面在特定方向具有很多不规则性，而在正交于该特定方向的方向上具有很少的不规则性。在本实施例中，具有更多不规则性的前述特定方向设为X轴方向。

因此，遮光栅格112的透明区域112a和吸收区域112b以交替的方式排列的方向，相对于各向异性散射片61的各向异性散射结构611的纵向(Y轴方向)倾斜20度，如图4中所示。

透射式液晶板7利用由光源装置1发射的光来显示信息，从使用者侧看时该光源装置1布置在液晶板的后面，并且具有透明显示区域的许多像素71(参见图6)在图1中所示的X轴方向和Y轴方向以矩阵形式布置在其中。该像素71的排列间距例如是150μm。

如图5中所示，根据本实施例的终端装置是移动电话9。前述的显示装置2安装在该移动电话9中。显示装置2的X轴方向相应于移动电话的屏幕的纵向，以及Y轴方向相应于移动电话9的屏幕的横向。

下面将描述由此构造的根据本实施例的显示装置的操作。如图1中所示，光源51在+X方向发射光，该光从面向-X方向侧进入光波导3，并在通过光波导3的表面全反射时通过光波导3传播。在这个时刻，光的一部分从光波导3的光出射表面43发射。结果，光从光波导3的整个光出射表面43以一平面基本上均匀地发射。

从光波导3发射的光进入遮光栅格112。在进入遮光栅格112的光中间，在吸收区域112b上(参见图2)入射的光由吸收区域112b吸收或者阻挡。仅通过透明区域112a而未进入吸收区域112b来传播的光从遮光栅格112发射。因而，在遮光栅格112上入射的光线中间，从+Z方向倾斜一定角度的光线通常在吸收区域112b入射，而不通过遮光栅格112，该角度等于或大于透明区域112a和吸收区域112b交替排列的方向上(下文中称为光调节方向)的特定角度。结果，在光限制方向，从遮光栅格112发射的光的方向的+Z方向倾斜的角度保持在一定角度范围内，该角度小于特定角度。具体来说，增加了方向性。相反，由于该类型的限制不对正交于光限制方向的方向来操作，因此该方向的方向性没有增加。

从遮光栅格112发射的光入射到各向异性散射片61。如前所述，在Y轴方向延伸的带形各向异性散射结构611(参见图3)形成在各向异性散射片61中，并且各向异性散射片61的表面中的不规则度在X轴方向高而在Y轴方向低。入射到各向异性散射片61上的光因此由各向异性散射结构611散射，但是该散射在X轴方向具有高的各向异性而在Y轴方向具有低的各向异性。

主要在X方向散射并从各向异性散射片61发射的光入射到透射式液晶板7上。该光通过透射式液晶板7，凭此通过透射式液晶板7显示的图像与该光关联，并且该光从液晶显示装置2发射。因此能够显示图像。

以下是该操作更详细的描述，通过该操作各向异性散射片61防止莫尔纹的出现，该莫尔纹通常倾向于在遮光栅格112和透射式液晶板7之间出现。图6是一俯视图，示出了遮光栅格的光限制方向与透射式液晶板的像素排列方向之间的关系。如前所述，遮光栅格112的透明区域112a和吸收区域112b的延伸方向从X轴方向倾斜一角度α。因此，透明区域112a和吸收区域112b的排列方向(光限制方向)从Y轴方向倾斜一角度α。该角度α例如是20度，以及吸收区域的排列间距例如是140μm。同样如前所述，显示板7的像素71在X轴方向和Y轴方向以矩阵形式排列，并且其排列间距设为150μm。

如图6中所示，如果假设像素71的(+X，-Y)侧上的角为点A，以及从Z轴方向看时，吸收区域112b的中心线通过该点A，那么点B将是面向+Y方向并与该吸收区域112b相邻的吸收区域112b和在Y轴方向延伸的该像素71的边之间的交点，点C将是像素71的(+X，+Y)侧上的角部，以及点D将是从点B到包括点A的吸收区域112b的中心线上向下画出的垂直线的垂点。如果未提供各向异性散射片61，连接点A和点B的直线8会是莫尔纹延伸的方向。直角三角形ABC的斜边AB与直角三角形ABD的斜边AB相同，给出下面的方程式2，其中β是由该莫尔纹的方向和X轴方向形成的角度，Pv是遮光栅格112的吸收区域112b的排列间距，以及Px是像素71的排列间距。此外，在解开方程式2时，角度β由下面的方程式3表示。图7是一曲线图，其中为角度α绘制了上述的方程式3，其中角度α绘制在水平轴线上而角度β绘制在垂直轴线上。图7中，吸收区域的间距Pv是140μm，以及像素间距Px是150μm。

【方程式2】

【方程式3】

$\mathrm{\β}=\arctan \left(\frac{\mathrm{Px}\×\sin \mathrm{\α}}{\mathrm{Px}\×\cos \mathrm{\α}-\mathrm{Pv}}\right)$

当将代表角度α的20度、代表遮光栅格的吸收区域的间距Pv的140μm以及代表像素间距Px的150μm代入上述方程式3时，莫尔纹方向(直线8的延伸方向)与X轴方向之间的角度β计算为89度。具体来说，莫尔纹方向基本上平行于Y轴方向。因此，如果未提供各向异性散射片61，使用者将分辨出基本上在X轴方向排列并基本上在Y轴方向延伸的莫尔纹。具体来说，在移动电话9中(参见图5)，可能会看到在屏幕的基本上水平的方向延伸并在基本上垂直的方向排列的莫尔纹。

在遮光栅格112和显示板7之间出现的莫尔纹因此基本上在Y轴方向延伸并基本上在X轴方向排列。在另一方面，各向异性散射片61能够主要在X轴方向散射光。具体来说，各向异性散射片61的光的最大散射方向垂直于移动电话9的屏幕。结果，光能够在莫尔纹的排列方向散射，并且能够使该莫尔纹变模糊。由于光散射效应在不是莫尔纹的排列方向的方向上最小，因此由遮光栅格112限制的光的方向性稍微降低。

由于遮光栅格112的光限制方向从各向异性散射片61的散射效应为最小值的Y轴方向倾斜20度，因此遮光栅格112的光方向限制效应稍微受到损害。由于遮光栅格112的光限制方向从Y轴方向，具体地从移动电话9的屏幕的水平方向倾斜20度，遮光栅格112的光限制效应对左边和右边变得非对称。然而，各向异性散射效应关于X轴方向对称，并且因此在移动电话9的屏幕上对左边和右边对称。因此，遮光栅格112的光限制效应的左右非对称度可补充到一定程度，并且能够减少由遮光栅格的倾斜放置引起的不便。

如图6表现的，当角度α为0度时，莫尔纹的排列方向与Y轴方向一致。在这种情况下，为了使莫尔纹通过各向异性散射片61变模糊，光同样必须在Y轴方向散射，并且消除了遮光栅格112的光限制效应。然而，如图7中所示，当角度α不是0度时，具体来说，当遮光栅格112的光限制方向相对于透射式液晶板7中的像素排列方向倾斜时，角度β不等于0度，并且莫尔纹的排列方向相对于光限制方向倾斜。因此，通过提供各向异性散射片61并各向异性地散射光，可在保持了光限制效应的同时使莫尔纹变模糊。角度α优选尽可能地小，以及优选使遮光栅格112的光限制方向接近Y轴方向，以便在移动电话9中有效地获得防窃视效果。然而，如图7中所示，当角度α大约是20度时，角度β最接近90度，以及莫尔纹的排列方向接近X轴方向。角度α因此优选大于0度并小于或等于20度，并例如优选20度。

下面将描述本实施例的效果。如前所述，如果未提供各向异性散射片61，则在遮光栅格112和液晶板7之间出现莫尔纹。相反，在本实施例中，通过倾斜遮光栅格112的光限制方向远离液晶板7的像素排列方向，可使莫尔纹的排列方向不同于遮光栅格112的光限制方向。而且，通过提供各向异性散射片61，可使沿着Y轴方向形成的各向异性散射结构611各向异性地散射入射光，并在莫尔纹的排列方向上将该光散射至大的范围，而在光限制方向上仅散射至小的度数。莫尔纹可因此而减少而不会显著损害遮光栅格112的光限制效应。结果，可提高正面的方向上的光的方向性，并获得极好的显示质量而不会显著损害防窃视效果。

本实施例中的遮光栅格的吸收区域的间距、光限制方向、液晶板的像素间距以及各向异性散射片的各向异性散射结构的延伸方向并不局限于上述的值，并可在具有相同效果的范围内适当地修改，如上所述。具体来说，如果根据上述的方程式3计算出角度β是大约90度的值时角度α的值，即使吸收区域的间距Pv和液晶板的像素间距Px设置为不是上面所述的那些值，也能获得与本实施例相同的效果。

本实施例中描述了一例子，其中组成部分在+Z方向，即，从使用者侧看时，按照“透射式液晶板”→“各向异性散射片”→“遮光栅格”的顺序排列。然而，本发明无需限制该顺序，并且组成部分的排列的合适的顺序可以改变，只要获得相同的效果。除了上述的顺序之外这种排列的例子包括顺序“各向异性散射片”→“透射式液晶板”→“遮光栅格”；顺序“各向异性散射片”→“遮光栅格”→“透射式液晶板”；顺序“遮光栅格”→“各向异性散射片”→“透射式液晶板”或其它顺序。然而，在这种情况下，当透射式液晶板布置得尽可能接近使用者侧时，可进一步减少由以下这样的显示器引起的不便，该显示器看起来相对于显示装置的最外侧的表面凹进显示器中与提供给显示板的前表面的部件的厚度同量的数量。

此外，本实施例中描述了一例子，其中各向异性散射结构611是形成在各向异性散射片61的面向+Z方向的表面上的凸起部。然而，各向异性散射结构611可形成在各向异性散射片611的面向-Z方向的表面上，并可以是凹的而不是凸的。任何各向异性散射片都可使用，只要它以各向异性方式散射光。例如，可配备模板，其中加工了各向异性散射图案，并可使用薄膜，其中模板的图案通过热压法或2P法转印到该薄膜上；可使用全息扩散体，其中形成一维全息图案；或者可使用普通的各向同性散射片，将其拉伸以产生各向异性。

本实施例中描述了一例子，其中透射式液晶板用作显示板。然而，本发明并不局限于该配置，并且可使用任何在每一像素中具有透射区域的板。还可使用在每一像素区的一部分具有反射区域的半穿透半反射式(transflective)液晶板、处处可见的半穿透半反射式液晶板或者微反射式液晶板。显示板也不局限于液晶板，并且可使用任何使用光源装置的显示板。

在本实施例中还描述了作为移动电话的终端装置，但是本发明并不局限于该配置，并可应用于PDA、个人TV、游戏装置、数字照相机、数字摄像机、笔记本型个人计算机以及各种其它类型的移动终端装置。显示装置可不仅安装在移动终端装置中，而且可安装在自动提款机、自动售货机、监视器、电视接收机和其它各种类型的固定终端装置中。

下面将描述本发明的第二实施例。图8是一透视图，示出了根据本实施例的显示装置；图9是一俯视图，示出了形成在遮光栅格的表面上的各向异性散射结构；以及图10是一俯视图，示出了遮光栅格与各向异性散射结构之间的位置关系。在前述的第一实施例中，遮光栅格与各向异性散射单元布置在光源装置和透射式液晶板之间。与此不同，在第二实施例中，遮光栅格与各向异性散射单元整体形成和布置在透射式液晶板的使用者侧。遮光栅格中各向异性散射单元没有形成在其上的、透射式液晶板侧的表面成形为具有镜面光洁度的光滑粘合表面，并且光学粘合至透射式液晶板。此外，各向异性散射单元的纵向相对于像素的排列方向倾斜。遮光栅格的吸收区域的间距也设为160μm 。

具体来说，在如图8中所示的根据本发明的显示装置21中，提供光源装置11，并且该光源装置11具有光波导3和提供在该光波导3侧面的光源51。透射式液晶板7同样提供在光源装置11的使用者侧，具体来说，在+Z方向侧。光源51、光波导3以及透射式液晶板7的结构与前述的第一实施例中的相同。此外，作为光方向限制元件的遮光栅格212提供得面向该透射式液晶板7的+Z方向。该遮光栅格212例如光学粘合至透射式液晶板7。各向异性散射结构621直接形成在遮光栅格212面向+Z方向的表面上。

如图9中所示，各向异性散射结构621具有在一方向延伸的带形凸起部，该方向相对于+Y方向向着+X方向倾斜一角度α。因此，其排列方向相对于+X方向向着-Y方向倾斜一角度α。遮光栅格212面向+Z方向的表面因此在特定方向(排列方向)具有许多不规则性，并在正交于该特定方向的方向(各向异性散射结构621的纵向)上具有很小的不规则性，其中该特定方向相对于+X方向在-Y方向倾斜一角度α。

遮光栅格212中除了各向异性散射结构621的构造方面与前述第一实施例的遮光栅格112中的相同。具体来说，如图10中所示的遮光栅格212中，透明区域212a和吸收区域212b以交替的方式排列，并且其排列方向，具体来说，其光限制方向，相对于+X方向向着-Y方向倾斜一角度α。因此遮光栅格212的光限制方向和各向异性散射结构621的纵向相互平行。该角度α例如设为20度。本实施例的构造的其它方面与前述的第一实施例中的相同。

下面将描述由此构成的本实施例的显示装置的操作。如图8中所示，当光源51发射光时，该光入射到光波导3，并从光波导3的光出射表面43以一平面发射。该光通过透射式液晶板7，凭此一图像与该光关联。从透射式液晶板7发射的光然后进入遮光栅格212，该光的方向被限制，并且光的方向性得以提高。这些操作与前述的第一实施例中的相同。该光由形成在遮光栅格212的+Z方向侧的各向异性散射结构621各向异性地散射，并从显示装置21发射。

下文中将更详细的描述该操作，通过该操作由各向异性散射结构621来消除莫尔纹。图11是一俯视图，示出了遮光栅格22的光限制方向与透射式液晶板7的像素排列方向之间的关系。如前所述，用于透射光的透明区域212a和用于吸收光的吸收区域212b在一定方向上以交替的方式排列，该方向从+X方向向着-Y方向倾斜一角度α。该角度α例如是20度，以及吸收区域的间距例如设为160μm。同样如前所述，许多像素71在X轴方向和Y轴方向以矩阵形式排列，并且其排列间距设为150μm。具体来说，本实施例中遮光栅格的吸收区域的间距大于像素间距。

如图6中所示，由于在前述的第一实施例中遮光栅格的吸收区域的间距比像素间距小，因此莫尔纹相对于X轴方向倾斜的方向与遮光栅格的吸收区域相对于X轴方向倾斜的方向相同。相反，在图11中所示的本实施例中，莫尔纹方向相对于X轴方向向与遮光栅格的吸收区域相对于X轴方向倾斜的方向的相反侧倾斜。

如果假设像素71的(+X，+Y)侧上的角为点B，以及从Z轴方向看时，吸收区域212b的中心线通过该点B，那么点A将是面向-Y方向并与该吸收区域212b相邻的吸收区域212b和在Y轴方向延伸的该像素71的边之间的交点，点C将是该像素71的(+X，-Y)侧上的角部，以及点D将是从点B到包括点A的吸收区域212b的中心线上向下画出的垂直线的垂点。如果未提供各向异性散射片61，连接点A和点B的直线8会是莫尔纹延伸的方向。直角三角形ABC的斜边AB与直角三角形ABD的斜边AB相同，给出方程式4，其中β是由该莫尔纹的方向和X轴方向形成的角度，Pv是遮光栅格212的吸收区域212b的排列间距，以及Px是像素71的排列间距。此外，在解开方程式4时，角度β由下面的方程式5表示。

【方程式4】

【方程式5】

$\mathrm{\β}=\arctan \left(\frac{\mathrm{Px}\×\sin \mathrm{\α}}{\mathrm{Pv}-\mathrm{Px}\×\cos \mathrm{\α}}\right)$

当将代表角度α的20度、代表遮光栅格的吸收区域的间距Pv的160μm以及代表像素间距Px的150μm代入上述方程式5时，莫尔纹从X轴方向的角度β计算为70度。具体来说，莫尔纹的方向从+X方向向着+Y方向倾斜70度的角度，如图11中所示。由于角度α为20度，因此吸收区域212b的延伸方向从+X方向向着-Y方向倾斜20度。由莫尔纹的方向和吸收区域的延伸方向形成的角度因此变为90度。由于莫尔纹的排列方向正交于莫尔纹的方向，因此该方向从+X方向向着-Y方向倾斜20度。由于遮光栅格212的光限制方向同样正交于吸收区域的延伸方向，因此该方向从+X方向向着+Y方向倾斜70度。莫尔纹的排列方向因此正交于遮光栅格212的光限制方向。

如前所述，在各向异性散射结构621中的不规则性为最大值的方向，具体来说，最大散射的方向，从+X方向向着-Y方向倾斜一角度α(例如20度)。由于该方向与莫尔纹的排列方向相同，因此莫尔纹模糊效应最大化。在各向异性散射结构621中的不规则性为最小值的方向，具体地，最小散射的方向，从+X方向向着+Y方向倾斜一角度β(具体为70度)。由于该方向与遮光栅格212的光限制方向相同，因此损害遮光栅格212的光限制效应的作用被最小化。莫尔纹可因此最大效能地减少，同时遮光栅格的光方向限制效应上的不利影响被最小化。

下面将描述本实施例的效果。如上所述，在本实施例中莫尔纹可最大效能地减少，同时遮光栅格的光方向限制效应上的不利影响被最小化。由于不需要各向异性散射片，因此显示装置还可以薄型制成。此外，由于各向异性散射单元、遮光栅格以及透射性液晶板光学地粘合，因此能够防止来自空气层的干涉条纹的出现，并能实现更好的显示质量。遮光栅格同样提供在显示板的使用者侧，并且各向异性散射结构形成在该遮光栅格中。使用者因此能够根据情况容易地装上或拆下装配有各向异性散射结构的遮光栅格。本实施例的其它效果与前述的第一实施例的相同。

上面描述了一种情况，其中角度α为20度，遮光栅格的吸收区域的间距Pv为160μm，以及像素间距Px为150μm，但本实施例并不局限于这种配置。当任意值选取为间距Pv和Px时，通过基于上述的方程式5来设置角度α，其中(α+β)的值为90度，能够获得与上述的例子相同的效果。

本实施例中还描述了一例子，其中各向异性散射结构形成在遮光栅格的面向使用者的面上，但是本发明并不局限于该配置。例如，遮光栅格可通过具有长的导向纤维的各向异性散射粘合层固定在透射式液晶板上，并且各向异性散射层可嵌入透射式液晶板中。作为后一种结构的例子，各向异性散射结构可形成在透射式液晶板上的面向光源装置的表面上，以及透射式液晶板的偏振板或其它光学片可通过各向异性散射粘合层固定至透射式液晶板的玻璃基板。通过该类型的构造能够获得与根据本实施例的相同的效果。当粘合层被赋予各向异性散射效应时，无需向光方向限制元件的表面提供各向异性散射单元，并能降低成本。

此外，在本实施例中，由于遮光栅格和各向异性散射结构布置在显示板的使用者侧，因此显示板并不局限于透射式液晶板，并且可使用反射式液晶板，而不具有形成在每一像素中的透明区域。[该显示板]也不局限于液晶板，并且可使用未使用背光的自发光显示板。这种自发光显示板的例子包括有机电致发光显示板、等离子显示板、CRT显示板、LED显示板、场致发射显示板、PALC(等离子寻址液晶)显示板等等。

下面将描述本发明的第三实施例。图12是一透视图，示出了根据本实施例的显示装置；图13是一俯视图，示出了图12中所示的显示装置的各向异性散射结构；以及图14是一俯视图，示出了在图12中所示的显示装置中的遮光栅格的光限制方向与各向异性散射结构的散射方向之间的关系。根据本实施例的显示装置与前述的第二显示装置的不同之处在于，各向异性散射结构的纵向是Y轴方向，与第一实施例中的相同。

具体来说，在根据本实施例的显示装置22中，以与第二实施例中相同的方式，在+Z方向上，具体地在向着使用者的方向上，按序提供光波导3、透射式液晶板7和遮光栅格213，如图12中所示。光源51提供在光波导3的侧面。遮光栅格213的光限制方向相对于像素排列方向倾斜。例如，相对于Y轴方向倾斜20度。各向异性散射结构631同样形成在遮光栅格213的在+Z方向取向的表面上。然而，各向异性散射结构631的纵向与Y轴方向一致，如图13中所示。结果，由各向异性散射结构631的纵向和遮光栅格213的光限制方向形成的角度例如为20度，如图14中所示。本实施例的构造的其它方面与前述的第二实施例中的相同。

以与前述的第一实施例相同的方式，在本实施例中，通过将遮光栅格213的光限制方向倾斜得远离液晶板7的像素排列方向，能够使莫尔纹的排列方向不同于遮光栅格213的光限制方向。而且，各向异性散射结构631使入射光在莫尔纹的排列方向上散射至的大的范围，而不引起光限制方向上的显著的散射。莫尔纹因此能够减少，而不会显著损害遮光栅格的光限制效果。结果，能够提高正面的方向上的光的方向性，并能实现极好的显示质量，同时有效地防窃视。

由于各向异性散射结构631的各向异性散射效应同样关于X轴方向对称，因此可对遮光栅格213的光限制效果的左右非对称提供一定补偿，并减少由遮光栅格的倾斜配置引起的不便。

此外，以与前述的第二实施例相同的方式，在本实施例中，由于未提供各向异性散射片，因此能够减小显示装置的厚度。此外，各向异性散射单元、遮光栅格以及透射式液晶板光学地粘合。因此，能够防止来自空气层的干涉条纹的出现，并能够更进一步增强显示质量。遮光栅格同样提供在显示板的使用者侧，并且各向异性散射结构形成在该遮光栅格中。使用者因此能够根据情况容易地装上或拆下装配有各向异性散射结构的遮光栅格。

下面将描述本发明的第四实施例。图15是一透射图，示出了根据本实施例的显示装置；以及图16是一透视图，示出了图15中所示的显示装置的各向异性散射片。如图15和16中所示，根据第四实施例的显示装置23与前述的第一实施例的不同之处在于，各向异性散射片是一维棱镜片64，并且各向异性散射结构是一维排列的棱镜结构641。在棱镜片64中，棱镜的延伸方向与Y轴方向一致。棱镜的排列方向因此与X轴方向一致。本实施例的构造的其它方面与前述的第一实施例中的相同。

在如此构造的第四实施例中，一维排列的棱镜结构641具有一维上的散射效应，设置表现出散射效应的方向以便减少莫尔纹。莫尔纹因此能够减少而不会显著损害防窃视效果，并且能够实现极好的显示质量。与前述的第一实施例中的各向异性散射片相比，由于在棱镜的纵向上没有散射效应，因此该散射具有极高的各向异性程度。结果，在遮光栅格的光方向限制效果上具有最小的不利效果。本实施例中除了上述之外的操作和效果与前述的第一实施例中的相同。

下面将描述第四实施例的变型。图17是一透视图，示出了在本变型中的各向异性散射片。如图17中所示，提供双凸透镜65作为本变型中的各向异性散射片，该双凸透镜65中一维排列了作为各向异性散射结构的柱面透镜651。在这种情况下，假定柱面透镜651在期望的散射效应的方向上排列是充分的。例如，在本变型中，柱面透镜651的排列方向与X轴方向一致，其是莫尔纹的排列方向。因此能够获得与前述的第四实施例相同的效果。本变型中的构造的其它方面、操作和效果与前述的第四实施例中的相同。

在第四实施例及其变型中描述了一例子，其中棱镜片或双凸透镜与遮光栅格分开提供，但是一维排列的棱镜结构641可直接形成在遮光栅格的表面上，以及柱面透镜651也可直接形成在遮光栅格的表面上。

下面将描述本发明的第五实施例。图18是一剖视图，示出了根据本实施例的显示装置；以及图19是一剖视图，示出了图18中所示的显示装置中的透明/散射状态切换元件。如图18中所示，本实施例的显示装置24与第一实施例的不同之处在于，透明/散射状态切换元件122提供在各向异性散射片61和透射式液晶板7之间。通过透明/散射状态切换元件122在透明和散射状态之间的切换操作，本实施例的显示装置能够在窄视角显示状态和宽视角显示状态之间切换，该窄视角显示状态用于缩小显示视野的角度范围和防窃视，该宽视角显示状态用于放宽显示视野的角度范围以及能够使信息被许多人同时观看和共享。本实施例的构造的除了透明/散射状态切换元件122之外的方面与第一

实施例中的相同。

具体来说，根据本实施例，光源装置14提供给显示装置24，并且光波导3、遮光栅格112、各向异性散射片61以及透明/散射状态切换元件122在该光源装置14中按序提供在+Z方向上，以及光源51提供在光波导3的侧面。透射式液晶板7同样面向光源装置14的+Z方向提供。

如图19中所示，相互间隔开并相互平行排列的一对透明基板109提供给透明/散射状态切换元件122，以及电极110提供给各透明基板109，从而覆盖面向另一透明基板109的整个表面。PDLC(聚合物分散液晶)层111提供在该对透明基板109之间。液晶分子111b分散在PDLC层111中的聚合母体111a中。PDLC层111例如通过将光固化树脂和液晶材料的混合物通过曝光固化而形成。

下面将描述如此构造的根据本实施例的显示装置的操作。在本实施例中，直到从光源51发射的光通过各向异性散射片61的操作都与第一实施例中的相同。具体来说，从光源51发射的光从光波导3的光出射表面43以一平面发射，遮光栅格112的光限制方向上的光的方向性提高，并且该光在各向异性散射片61中在X轴方向上选择性地散射。从各向异性散射片61发射的光然后入射到透明/散射状态切换元件122上。

在透明/散射状态切换元件122中，通过使用一对电极110向夹在电极之间的PDLC层111施加电压，来改变PDLC层111中的液晶分子111b的定向状态。透明/散射状态切换元件122因此透射或散射没有变化的入射光，并发射光至透射式液晶板7。

首先描述宽视角显示的情况。在宽视角显示的情况下，不向PDLC层111施加电压。液晶分子111b因此在PDLC层111中的聚合母体111a中随机分布，并且入射光通过液晶分子111b散射。因此高方向性光通过PDLC层111均匀地散射并分散在宽的视角范围。具体来说，由遮光栅格112提高了方向性的光通过透明/散射状态切换元件122散射，并变成具有降低了的方向性的宽视角光。该光具有覆盖宽范围的分布，并进入透射式液晶板7，图像与该光关联，并且该光作为宽视角光没有改变地发射。图像因此以宽的视角显示。

下面描述窄视角显示的情况。在窄视角显示的情况下，直到光进入透明/散射状态切换元件122的处理都与宽视角显示的情况下的相同。在窄视角显示的情况下，向PDLC层111施加规定的电压。PDLC层111因此设置在透明状态，其中分布在聚合母体111a中的液晶分子111b是定向的。结果，入射至透明/散射状态切换元件122的高方向性光通过透明/散射状态切换元件122透射而没有变化。具体来说，在光的调节方向上由遮光栅格112提高了方向性的光以保持有高方向性的分布状态从透明/散射状态切换元件122发射。具有高方向性分布的该光进入透射式液晶板7，图像与该光关联，并且该光以其高方向性的初始状态发射。因此以窄的视角显示图像。

在如此构造的第五实施例中，在遮光栅格和透射式液晶显示板之间产生的莫尔纹通过各向异性散射片而减少，并增强了显示质量。而且，能够在宽视角显示和窄视角显示之间切换，该宽视角显示具有宽的视角范围，能够由许多人同时观看，该窄视角显示具有窄的视角范围，仅对使用者可见。本实施例中的其它效果与第一实施例中的相同。

本实施例中描述了一例子，其中各向异性散射片布置在透明/散射状态切换元件和遮光栅格之间，但是不必局限于该排列顺序，并且组成部分的适当的排列顺序可改变，只要获得相同的效果。例如，透射式液晶板、各向异性散射片、透明/散射状态切换元件以及遮光栅格可从使用者侧按序提供。各向异性散射结构也可形成在遮光栅格或透明/散射状态切换元件的表面上，如第二实施例中一样。此外，遮光栅格和透明/散射状态切换元件可通过各向异性散射粘合层相互固定。

与本发明的光源装置结合使用的液晶板优选具有对视角的最小依赖性。由此能够抑制在宽的视角显示期间的对比度反转。这样的液晶板的模式的例子包括在横场模式中的IPS(板内切换)、FFS(边缘场切换)、AFFS(超级边缘场切换)等等。垂直配向模式包括MVA(多畴垂直配向)，其是多区域的并且具有降低的视角依赖性，以及PVA(图形垂直配向)、ASV(高级超视野：Advanced Super V)等等。此外，带补偿膜扭曲向列(TN)液晶显示板也可适当地使用。

透明/散射状态切换元件也不局限于具有PDLC层，并且可以使用能够在透明状态和散射状态之间切换的任何元件。其例子可包括使用聚合物网络液晶(PNLC)的元件，或使用动态散射(DS)的元件。在本实施例中，使用PDLC层，当未施加电压时是在散射状态，而当施加了电压时是在透明状态。从而透明/散射状态切换元件在散射状态时不再消耗能量。因此，将会消耗的能量可被分配给背光源，并且在散射状态期间能够增强光源装置的亮度。也可使用PDLC层，其在未施加电压时是在透明状态，而当施加电压时是在散射状态。这种类型的PDLC层可通过将光固化树脂和液晶材料的混合物曝光并固化该混合物同时施加一电压而获得。因此，在经常使用窄视角显示的移动信息终端中，无需向PDLC层施加电压，并能够抑制能量消耗。胆甾醇型(cholesteric)液晶、铁电液晶等等也可用作用于PDLC层的液晶分子。即使当不再施加电压时，这些液晶也保有施加电压时其所具有的方向性，并具有记忆特性。通过使用该类型的PDLC层，减少能量损耗变得可能。

下面将描述本发明的第六实施例。图20是一剖视图，示出了根据本实施例的显示装置。如图20中所示，本实施例的显示装置25与第五实施例的不同之处在于，未提供各向异性散射片，并且透明/散射状态切换元件222代替为具有各向异性散射特性。具体来说，至少在透明状态，通过透明/散射状态切换元件222在X轴方向的散射比在Y轴方向的散射更显著。这种类型的透明/散射状态切换元件222可使用聚合物网络液晶(PNLC)层形成，其中聚合物和液晶的比例例如在Y轴方向和X轴方向之间变化。透明/散射状态切换元件222也可由PDLC层组成，其中液晶滴在聚合物中沿Y轴方向细长地延伸。本实施例的构造的其它方面与第五实施例中的相同。

下面将描述如此构造的根据本实施例的显示装置的操作。图21是一曲线图，示出了X和Y轴方向上的PNLC层的浊度的电压相关性，其中施加给PNLC的该电压绘制在水平轴线上，以及PNLC层的浊度(HAZE：浊度值)绘制在垂直轴线上。如图21中所示，在未施加电压期间，PNLC层的浊度在X轴方向和Y轴方向上均最高，并且浊度随着施加的电压的增加而降低。在整个电压范围，浊度的绝对值在X轴方向上比在Y轴方向上高。具体来说，散射的程度在X轴方向上比在Y轴方向上大，而与施加的电压无关。

本实施例中，透明/散射状态切换元件222主要在X轴方向散射光。因此，能够使在遮光栅格和透射式液晶板的像素之间产生的在X轴方向排列的莫尔纹模糊，而没有显著损害遮光栅格112的光方向限制效应。在根据本实施例的显示装置中，自由地在宽视角显示和窄视角显示之间切换是可能的，特别在窄视角显示期间出现的莫尔纹能够减少，并能够增强显示质量。由于在本实施例的显示装置中，透明/散射状态切换元件起到各向异性散射元件的作用，因此无需提供各向异性散射片等等，并能实现薄型化和低成本。

本发明可适于用作移动电话、PDA、游戏装置、数字照相机、摄像机、视频播放机、笔记本型个人计算机或其它移动终端装置的显示装置，并可用作自动提款机、自动售货机、监视器、电视接收机或其它固定安装的终端装置的显示装置。

Claims (57)

1.一种显示装置，其包括：

显示板，其中以矩阵形式排列了多个像素；

光方向限制元件，插入在入射到显示板上的光或从显示板出射的光的路径中，并且具有以交替的方式在与所述像素的排列方向不同的第一方向上排列的多个透明区域和多个光吸收区域；以及

各向异性散射单元，用于在所述显示板和所述光方向限制元件之间产生的莫尔纹的排列方向上将入射光散射到比在所述第一方向上更大的程度。

2.根据权利要求1的显示装置，其中所述各向异性散射单元的最大散射方向是所述像素的排列方向中的一个方向。

3.根据权利要求1的显示装置，其中所述各向异性散射单元的最大散射方向是垂直于所述第一方向的方向。

4.根据权利要求1的显示装置，其中所述显示板、所述光方向限制元件以及所述各向异性散射单元沿着所述光路径按序排列。

5.根据权利要求1的显示装置，其中所述显示板、所述各向异性散射单元以及所述光方向限制元件沿着所述光路径按序排列。

6.根据权利要求1的显示装置，其中所述光方向限制元件、所述各向异性散射单元以及所述显示板沿着所述光路径按序排列。

7.根据权利要求1的显示装置，包括平面光源，用于以平面形式发射所述光。

8.根据权利要求1的显示装置，其中，所述各向异性散射单元包括透明基板；以及在一个方向延伸并形成在所述透明基板的表面上的凸起部。

9.根据权利要求8的显示装置，其中，所述各向异性散射单元是一维排列的棱镜片，其中在一个方向上延伸的多个棱镜相互平行排列。

10.根据权利要求8的显示装置，其中，所述各向异性散射片是双凸透镜，其中在一个方向上延伸的多个柱面透镜相互平行排列。

11.根据权利要求1的显示装置，其中，所述各向异性散射单元包括透明基板；以及在一个方向上延伸并形成在所述透明基板的表面上的凹进部。

12.根据权利要求1的显示装置，其中所述各向异性散射单元是形成在所述光方向限制元件的表面或所述显示板的表面上的凹进部。

13.根据权利要求12的显示装置，其中，所述各向异性散射单元是一维排列的棱镜结构，其中在一个方向上延伸的多个棱镜相互平行排列。

14.根据权利要求12的显示装置，其中，所述各向异性散射单元是双凸透镜结构，其中在一个方向上延伸的多个柱面透镜相互平行排列。

15.根据权利要求1的显示装置，其中所述各向异性散射单元是形成在所述光方向限制元件的表面上或所述显示板的表面上的凹进部。

16.根据权利要求1的显示装置，其中，所述各向异性散射单元是各向异性散射粘合层，用于将所述光方向限制元件粘附到所述显示板上。

17.根据权利要求1的显示装置，其中所述各向异性散射单元布置在所述显示板的内部。

18.根据权利要求17的显示装置，其中，所述显示板具有光学薄膜，并且所述各向异性散射单元是各向异性散射粘合层，用于将所述光学薄膜固定在所述显示板的基板上。

19.根据权利要求1的显示装置，包括透明/散射状态切换元件，其能够在用于透射入射光的状态和用于散射该光的状态之间切换，并插入在入射到所述显示板上的光的路径中。

20.根据权利要求19的显示装置，其中，所述各向异性散射元件是各向异性散射粘合层，用于将所述透明/散射状态切换元件粘附到所述光方向限制元件上。

21.根据权利要求1的显示装置，其中所述显示板是液晶板。

22.根据权利要求21的显示装置，其中，所述液晶显示板是根据横场原理、多畴垂直配向原理或带补偿膜扭曲向列原理来工作的液晶显示板。

23.一种显示装置，其包括：

光方向限制元件，具有在第一方向上以交替的方式排列的多个透明区域和多个光吸收区域；

透明/散射状态切换元件，能够在用于透射从光方向限制元件入射的光的状态以及用于散射该光的状态之间切换；以及

显示板，通过透射从所述透明/散射状态切换元件入射的光来显示图像，并且其中多个像素在与所述第一方向不同的方向上以矩阵形式排列；其中

在光透射状态时，所述透明/散射状态切换元件在所述显示板和所述光方向限制元件之间产生的莫尔纹的排列方向上将入射光散射到比在所述第一方向上更大的程度。

24.根据权利要求23的显示装置，其中所述显示板是液晶板。

25.根据权利要求24的显示装置，其中，所述液晶显示板是一根据横场原理、多畴垂直配向原理或带补偿膜扭曲向列原理来工作的液晶显示板。

26.一种终端装置，其包括根据权利要求1所述的显示装置。

27.根据权利要求26的终端装置，其中通过所述各向异性散射单元的光的最大散射方向是垂直于所述终端装置的屏幕的方向。

28.一种终端装置，其包括根据权利要求23所述的显示装置。

29.根据权利要求28的终端装置，其中，当所述透明/散射状态切换元件在所述光透射状态时，通过所述透明/散射状态切换元件的光的最大散射方向是垂直于所述终端装置的屏幕的方向。

30.根据权利要求26的终端装置，包括移动电话、个人信息终端、游戏装置、数字照相机、摄像机、视频播放机、笔记本型个人计算机、自动提款机或自动售货机。

31.根据权利要求28的终端装置，包括移动电话、个人信息终端、游戏装置、数字照相机、摄像机、视频播放机、笔记本型个人计算机、自动提款机或自动售货机。

32.一种光源装置，其包括：

平面光源，用于以平面形式发射光；

光方向限制元件，其插入所述光的路径中，并具有在第一方向上以交替的方式排列的多个透明区域和多个光吸收区域；以及

各向异性散射单元，用于在与所述第一方向不同的方向上将入射光散射至更大的程度。

33.根据权利要求32的光源装置，其中，所述平面光源的光发射表面具有矩形形状，并且所述各向异性散射单元的最大散射方向平行于所述矩形的任意边的延伸方向。

34.根据权利要求32的光源装置，其中所述各向异性散射单元的最大散射方向是正交于所述第一方向的方向。

35.根据权利要求32的光源装置，其中所述平面光源、所述光方向限制元件和所述各向异性散射单元按序排列。

36.根据权利要求32的光源装置，其中，所述各向异性散射单元包括透明基板；以及凸起部，该凸起部在一个方向上延伸，并形成在所述透明基板的表面上。

37.根据权利要求36的光源装置，其中，所述各向异性散射单元是一维排列的棱镜片，其中在一个方向上延伸的的多个棱镜相互平行排列。

38.根据权利要求32的光源装置，其中，所述各向异性散射单元是双凸透镜，其中在一个方向上延伸的多个柱面透镜相互平行排列。

39.根据权利要求32的光源装置，其中，所述各向异性散射单元包括透明基板；以及凹进部，该凹进部在一个方向上延伸，并形成在所述透明基板的表面上。

40.根据权利要求32的光源装置，其中所述各向异性散射单元是形成在所述光方向限制元件的表面上的凸起部。

41.根据权利要求40的光源装置，其中，所述各向异性散射单元是一维排列的棱镜结构，其中在一个方向上延伸的的多个棱镜相互平行排列。

42.根据权利要求40的光源装置，其中，所述各向异性散射单元是双凸透镜结构，其中在一个方向上延伸的多个柱面透镜相互平行排列。

43.根据权利要求32的光源装置，其中所述各向异性散射单元是形成在所述光方向限制元件的表面上的凹进部。

44.根据权利要求32的光源装置，包括透明/散射状态切换元件，其能够在用于透射入射光的状态和用于散射该光的状态之间切换，并插入由所述平面光源发射的光的路径中。

45.根据权利要求44的光源装置，其中，所述各向异性散射单元是各向异性散射粘合层，用于将所述透明/散射状态切换元件粘附到所述光方向限制元件上。

46.一种光源装置，其包括：

平面光源，以平面形式发射光；

光方向限制元件，其插入所述光的路径中，并具有在第一方向上以交替的方式排列的多个透明区域和多个光吸收区域；以及

透明/散射状态切换元件，能够在用于透射从光方向限制元件入射的光的状态和用于散射该光的状态之间切换；其中

当在所述光透射的状态时，所述透明/散射状态切换元件在与所述第一方向不同的方向上将入射光散射至更大的程度。

47.一种光学部件，其包括：

光方向限制元件，具有在第一方向上以交替的方式排列的多个透明区域和多个光吸收区域；以及

各向异性散射单元，在与所述第一方向不同的方向上将入射光散射至更大的程度，并整体地形成在所述光方向限制元件的表面上。

48.根据权利要求47的光学部件，其中，所述光方向限制元件的外部形状是矩形，并且所述各向异性散射单元的最大散射方向平行于所述矩形的任意边的延伸方向。

49.根据权利要求47的光学部件，其中所述各向异性散射单元的最大散射方向是正交于所述第一方向的方向。

50.根据权利要求47的光学部件，其中所述各向异性散射单元是形成在所述光方向限制元件的表面上的凸起部。

51.根据权利要求47的光学部件，其中所述各向异性散射单元是形成在所述光方向限制元件的表面上的凹进部。

52.根据权利要求47的光学部件，其中，所述各向异性散射单元是一维排列的棱镜结构，其中在一个方向上延伸的的多个棱镜相互平行排列。

53.根据权利要求47的光学部件，其中，所述各向异性散射单元是双凸透镜结构，其中在一个方向上延伸的多个柱面透镜相互平行排列。

54.根据权利要求47的光学部件，其中所述各向异性散射单元是各向异性散射粘合层。

55.根据权利要求47的光学部件，包括透明/散射状态切换元件，能够在用于透射入射光的状态和用于散射该光的状态之间切换。

56.根据权利要求55的光学部件，其中，所述各向异性散射单元是各向异性散射粘合层，并且所述光方向限制元件和所述透明/散射状态切换元件通过所述各向异性散射粘合层相互粘附。

57.一种光学部件，其包括光方向限制元件，具有在第一方向上以交替的方式排列的多个透明区域和多个光吸收区域，并且在光透射状态时，在与所述第一方向不同的方向上将入射光散射至更大的程度。

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