CN1866084A - 具有可切换视角的显示设备和终端设备 - Google Patents

Abstract

一种具有可切换视角的显示设备和终端设备。在显示设备中依次布置有平面光源、用于提高透射光的方向性的视角控制单元、用于在没有改变地透射入射光的透明状态和以散射方式透射入射光的半透明模糊状态之间切换的切换元件、和显示面板。使通过驱动单元施加给切换元件的交流电压的频率F2高于显示面板的驱动频率F1。例如，频率F2是频率F1的两倍或更高，并且是频率F1的n倍，其中n是大于或等于2的整数。由此获得了即使当长时间使用显示设备时也不会发生闪烁的具有可切换视角的显示设备，并获得了装配有该显示设备的终端设备。

Description

具有可切换视角的显示设备和终端设备

技术领域

本发明涉及一种具有可切换视角的显示设备，其中视角可被切换，并涉及一种装配该显示设备的终端设备。

背景技术

对显示设备的安全特性已经有了新的要求。例如，当操作ATM(自动取款机)或其它金融终端时，必须输入安全码和其它机密信息，并且用户必须避免该信息被其它人识别到。在移动电话等中还希望具有防止其他人看到收到的邮件和其它图像信息的特性。当PDA(个人数字助理：个人信息终端)、笔记本型个人计算机和其它移动终端设备在火车和其它公共运输机构中使用时也需要相同的特性。

另一方面，还有一种需求，即能使这些显示设备同时可被多个用户观看。在移动电话上观看电视是该特性的一个例子。笔记本型个人计算机的数据屏幕有时也同时被多个用户观看。

作为一种提供这种可逆显示功能的方式，已经发展了具有可切换视角的显示设备，其具有切换视角的能力。通过控制该显示设备中的视角，能够在以个人方式观看高机密信息的窄角模式与多人观看高公开信息的宽角模式之间切换。

在日本未决公开专利申请9-197405中提出了具有可切换视角的这种显示设备。图1是示出了根据日本未决公开专利申请9-197405的显示设备的侧视图。如图1中所示，在该常规显示设备中按顺序布置有光源101、用于提高从该光源101发射的光的方向性的第一光学元件102、用于在没有改变地透射从第一光学元件102入射的光的状态和散射所述光的状态之间切换的第二光学元件103、和用于通过透射从第二光学元件103发射的光来显示图像的透射液晶显示面板104。第一光学元件102例如是线性光栅(louver)膜。第二光学元件103根据施加的电压而在没有改变地透射入射光的透明状态和散射所述入射光的模糊(clouded)状态之间切换。执行该功能的具体元件的例子包括聚合物分散型液晶、聚合物网状液晶、胶囊型液晶和其它散射型液晶元件。

接下来将描述该显示设备的工作原理。在窄角模式中，第二光学元件处于透明状态中。因此，通过第一光学元件102提高从光源101发射的光的方向性，在处于高方向性状态中的同时所述光穿过第二光学元件103，并进入显示面板104。通过多个像素在显示面板104中形成图像，并且入射光穿过显示面板104，由此显示图像。然而，入射光的方向性没有受到该过程的显著影响。因此，因为具有相关图像的光到达位于垂直于屏幕的方向中(之后称作“显示设备前方”)的观察者，所以该观察者可以看到显示的图像。然而，具有相关图像的光没有到达位于除显示设备前方之外的其它位置(之后称作斜向位置)的观察者，所以该观察者不能看到显示的图像。

在宽角模式中，第二光学元件处于散射状态中。因此，通过第一光学元件而提高方向性的光的方向性被减小并通过第二光学元件散射。该散射光入射到显示面板上并从显示面板以较宽范围的角发射。因此，不仅显示设备前方的观察者可以看到图像，而且在斜向位置中的观察者也可以看到。

在日本未决公开专利申请6-59287中提出了另一种具有可切换视角的显示设备。图2是日本未决公开专利申请6-59287中描述的显示设备的侧视图。如图2中所示，在该常规的显示设备中按顺序布置有光源111、宾主液晶元件112和显示面板113。宾主液晶元件112包括具有细长形状的二色性燃料分子。显示面板113是透射液晶显示面板。

在该显示设备中，从光源111发射漫射光并入射到宾主液晶元件112上。此时，当宾主液晶元件112中的二色性燃料分子基本垂直于宾主液晶元件112的基板表面取向时，在垂直于基板表面的方向上入射的光很微弱地被吸收，从垂直于基板表面的方向倾斜的方向上入射的光被强烈地吸收。因此从光源111发射的光通过穿过宾主液晶元件112而提高了方向性。然后，从宾主液晶元件112发射的光透过显示面板113，同时处于高方向性的状态中，并图像与该光有关。因此，只有显示设备前方的观察者可看到图像，斜向位置中的观察者看不到图像。该情况对应于窄角模式。

当宾主液晶元件112中的二色性燃料分子基本平行于基板表面取向时，如果基板平面中的二色性燃料分子的取向与布置在显示面板113入射侧的偏振板(图中没有示出)的吸收轴的取向匹配，则可没有任何额外损耗地显示图像。因为二色性燃料分子平行于基板表面取向，所以对以一定角度射入的光没有强烈的吸收。因此，不仅位于显示设备前方的观察者可看到图像，而且斜向位置中的观察者也可以看到。该情况对应于宽角模式。

如上所述，日本未决公开专利申请9-197405和6-59287中公开的任何一种显示设备都能控制视角范围，且能进行窄角/宽角切换。

然而，上述的常规技术受到如下所述问题困扰。上述的散射型液晶元件和宾主液晶元件通常包括比在显示面板中使用的液晶更多的离子杂质。离子杂质有时从制造显示设备时就包含在液晶中，或者有时在制造显示设备之后从外部引入。这种离子杂质很容易通过施加的电场而移动到基板边界附近。如在公共显示面板的液晶的情形中，还通常给散射型液晶元件和宾主液晶元件施加在正和负之间交替的电场。因此可以认为离子杂质在长期内不会移动。然而，在实际应用中很难施加含有绝对非直流分量的精确的正负交流电场。因此，当长期使用显示设备时离子杂质最终变为不均匀地分布。当离子杂质在液晶中不均匀分布时，就不能获得对称的光学响应，即使当施加正负交流电场时。因而，即使当根据制造显示设备时的设计规格获得符号对称的光学响应时，随着时间的流逝光学响应也变得不对称，并发生闪烁。

为了在移动终端等中安装显示设备，显示设备必须具有薄的外形，并且必须提高其机械耐久性。因此上述散射型液晶元件或宾主液晶元件的基板优选由透明树脂(例如塑料)形成。然而，因为当基板由塑料形成时，与玻璃基板相比，该基板的湿气渗透性降低，所以离子杂质更容易进入液晶元件。因此由上述离子杂质的不均匀分布导致的闪烁问题变得更加严重。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有可切换视角的显示设备，其中即使当长期使用显示设备时也不会发生闪烁，并提供一种装配有该显示设备的终端设备。

根据本发明的具有可切换视角的显示设备，具有：切换元件，其能够在散射入射光和直接透射入射光之间进行切换；显示面板，用于通过透射从切换元件发射的光来显示图像；和驱动单元，用于通过接通和断开给切换元件施加交流电压来将切换元件切换到透射状态或散射状态，其中通过驱动单元给切换元件施加的交流电压的频率高于显示面板的驱动频率。

在本发明中，通过使交流电压的频率高于显示面板的驱动频率，可使观察者很难把在给切换元件施加正电位时和施加负电位时之间的光学响应的不对称识别为闪烁。由此能够抑制闪烁的发生。

交流电压的频率优选高于60Hz。由此能够更可靠地抑制闪烁的发生。

此外，交流电压的频率是显示面板的驱动频率的两倍或更高。由此显示图像的变化频率变为等于或高于显示面板的驱动频率，并且能够更加可靠地防止闪烁的发生。在该情形中交流电压的频率优选为显示面板的驱动频率的n倍(其中n是等于或大于2的整数)。

此外，切换元件优选具有由透明塑料组成的两个基板，并且在基板之间布置有液晶层。由此切换元件能够具有较薄的外形，并能够提高其机械耐久性。

根据本发明的终端设备包括前述具有可切换视角的显示设备。

根据本发明，可获得即使当长期使用显示设备时也不会发生闪烁的具有可切换视角的显示设备。

附图说明

图1是日本未决公开专利申请9-197405中描述的显示设备的侧视图；

图2是日本未决公开专利申请6-59287中描述的显示设备的侧视图；

图3是根据本发明的第一个实施例的显示设备的示意性侧视图；

图4是根据本发明的显示设备的详细截面图；

图5是显示设备的透视图；

图6是根据本发明的第二个实施例的显示设备的截面图；

图7是根据本发明的第三个实施例的显示设备的侧视图；

图8是根据本发明的第四个实施例的显示设备的侧视图；

图9是根据本发明的第五个实施例的显示设备的侧视图；

图10是根据本发明的第六个实施例的显示设备的截面图；

图11是根据本发明的第七个实施例的显示设备的截面图；

图12是根据本发明的第八个实施例的显示设备的截面图；

图13是根据本发明的第九个实施例的显示设备的截面图；

图14是根据本发明的第十个实施例的显示设备的侧视图；和

图15是根据本发明的第十一个实施例的终端设备的透视图。

具体实施方式

之后将参照附图详细描述本发明的实施例。首先将描述本发明的第一个实施例。图3是根据本实施例的显示设备的示意性侧视图；图4是该显示设备的详细截面图；图5是该显示设备的透视图。

如图3中所示，在根据本实施例的显示设备1中，设置有平面光源2，用于向着显示设备1的前方，具体地说是向着观察者平面地发射光，并且设置有视角控制单元41，用于提高透射光的方向性。通过粘结层7将切换元件8结合到视角控制单元41的前表面。切换元件8在没有改变地透射入射光的透明状态与以散射方式透射入射光的半透明模糊状态之间进行切换。此外，在切换元件8的前面设置有显示面板42。显示面板42是通过透射从切换元件8发射的光来使图像与该光相关联的透射或半透射反射显示面板。显示设备1还设置有用于驱动切换元件8和显示面板42的驱动单元21。

之后将进一步详细描述显示设备1的结构。如图4中所示，平面光源2设置有例如CCFL(冷阴极荧光灯)，或其它冷阴极管3。冷阴极管3包括汞蒸气并通过从汞蒸气产生的紫外光激发磷光体来发射可见光。平面光源2还设置有光波导4。光波导4是由例如透明塑料组成的板形部件，其主表面的法线在前方向上。冷阴极管3布置于光波导4的侧面，从而光入射到光波导4的侧表面上。从侧表面入射的光通过光波导4以平面的方式从其前表面(光发射表面)发射出去。此外，光波导4的前面设置有两个棱镜片5。棱镜片5使从光波导4发射的光主要在向前的方向上传播。冷阴极管3、光波导4和棱镜片5组成了平面光源2。

设置线性光栅片6作为视角控制单元41。在线性光栅片6中，在透明树脂片6a中彼此平行地嵌入用于吸收可见光的多个带状吸收部件6b，吸收部件6b的延伸方向和排列方向都与前方向正交。树脂片6a由吸收具有400nm或更小波长的光的材料形成，例如由聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate)(PEN)形成。由此可吸收从冷阴极管3泄漏的紫外光。线性光栅片6的厚度例如为0.1mm或更大。

此外，在切换元件8中，彼此间隔开并彼此平行地设置有两个透明的塑料基板9a和9b，并在基板之间密封有聚合物分散型液晶层10。在聚合物分散型液晶层10中，在树脂10a中分散有液晶小滴10b。塑料基板9a和9b的相对表面设置有电极11a和11b。塑料基板9a结合到粘结层7。

还设置半透射反射液晶面板12作为显示面板42。设置框架形弹性树脂部件13，从而接触切换元件8的塑料基板9b，并通过弹性树脂部件13将切换元件8固定到半透射反射液晶面板12并支撑切换元件8。弹性树脂部件13由具有缓冲特性的材料形成，例如由硅树脂、弹性橡胶等形成。

在半透射反射液晶面板12中，彼此平行并间隔开地排列有由透明树脂构成的两个透明基板14a和14b，在透明基板之间设置有液晶层15。偏振板16a设置在外侧，具体地说是透明基板14a的后侧，并与弹性树脂部件13接触。偏振板16b设置在外侧，具体地说是透明基板14b的前侧，并且该偏振板组成了显示设备1的屏幕的最前面的表面。液晶层15的一侧的透明基板14a的表面设置有像素电极(图中没有示出)，并且液晶层15的一侧的透明基板14b的表面设置有对向电极(图中没有示出)。由此在半透射反射液晶面板12的显示区域中以矩阵构造了多个单元。在每个单元中建立有反射区域17和透射区域18。在反射区域17中的透明基板14a和液晶层15之间设置反射部件19，凭借该反射部件，从前面进入并穿过液晶层15的光向前反射。

驱动单元21还设置有液晶面板驱动单元22和切换元件驱动单元23。液晶面板驱动单元22给半透射反射液晶面板12馈送驱动信号并根据从外部输入的图像数据24在半透射反射液晶面板12中形成图像。切换元件驱动单元23通过给切换元件8的电极11a和11b施加电压而使切换元件8在透明状态和散射状态之间切换。例如，当切换元件驱动单元23不给电极11a和11b施加电压时，切换元件8处于透明状态中。当切换元件驱动单元23给电极11a和11b施加电压时，切换元件8处于散射状态。此时切换元件驱动单元23给电极11a和11b施加交流电压。

当液晶面板驱动单元22驱动半透射反射液晶面板12的驱动频率为F1，并且通过切换元件驱动单元23施加给切换元件8的交流电压的频率是F2时，如此设定频率F2，使其比驱动半透射反射液晶面板12的频率F1高。具体地说，F2＞F1。频率F2优选是F1的两倍或更高(F2＝2×F1)，并且频率F2更优选是频率F1的n倍，其中n是等于或大于2的整数。具体地说，优选F2＝n×F1(其中n是等于或大于2的整数)。频率F1例如是60Hz，频率F2例如是240Hz。

如图5中所示，切换元件8和切换元件驱动单元23通过电缆25彼此相连。在显示设备1中，平面光源2中布置冷阴极管3的一侧与从切换元件8引出电缆25是同一侧。由此减小了显示表面周围包装外框(trim)的宽度。

接下来将参照图3描述根据如上所述构造的本实施例的显示设备的工作。首先将描述窄角模式的工作。在窄角模式中，切换元件驱动单元23不给切换元件8的电极11a和11b施加电压。由此切换元件8处于透明状态中。平面光源2的冷阴极管3还向着光波导4发射光。此时，冷阴极管3内部的汞蒸气产生紫外线，这些紫外线激发磷光体，并输出可见光，但由汞蒸气产生的紫外线也与可见光混合并从冷阴极管3辐射出来。

从冷阴极管3发射的光从光波导4的侧表面进入光波导4，并从该侧表面平面地辐射。通过棱镜片5使光的主传播方向与前方向一致。然后，该光透过线性光栅片6，由此在从前方向明显倾斜的方向上传播的光被吸收部件6b吸收，并且只有在从前方向的特定范围倾斜角内的方向上传播的光透过树脂片6a。由此提高了光的方向性。通过树脂片6a吸收并阻挡了该光的紫外成分。

从线性光栅片6发射的高方向性的光穿过粘结层7并进入切换元件8。因为切换元件8处于透明状态中，所以该光在仍旧保持高方向性的同时穿过切换元件8、进入半透射反射液晶面板12、穿过液晶层15、并在前方向上发射出来。

从前面入射到半透射反射液晶面板12上的外部光透过液晶层15之后，该光被反射区域17中的反射部件19反射，再次透过液晶层15，并向着前方发射出去。

在该状态中，液晶面板驱动单元22根据从外部输入的图像数据24驱动半透射反射液晶面板12。由此图像与从平面光源2发射的并透过半透射反射液晶面板12的透射区域18的光，以及从外部入射的并在反射区域17中反射的光相关。此时，因为从切换元件8发射的光具有高方向性，所以从半透射反射液晶面板12发射的光也具有高方向性，并在显示设备1的前方向上发射，但在倾斜方向上几乎没有光发射。由此仅仅向位于显示设备前面的观察者显示图像，并且能够阻止从斜向位置的偷窥。

接下来将描述宽角模式的工作。在宽角模式中，切换元件驱动单元23给切换元件8的电极11a和11b施加具有频率F2的交流电压。由此切换元件8处于散射状态中。在该状态中，冷阴极管3发射光，并且液晶面板驱动单元22根据图像数据24驱动半透射反射液晶面板12。如上所述，该频率F2高于半透射反射液晶面板12的驱动频率F1，例如是频率F1的两倍或更高，或者例如是频率F1的n倍(其中n是等于或大于2的整数)。例如频率F1是60Hz，例如频率F2是240Hz。

在宽角模式中，在从冷阴极管3发射的光穿过粘结层7之前的工作与窄角模式中相同。从在散射状态中，具体地说在低方向性的状态中的切换元件8发射的光入射到半透射反射液晶面板12，并透过透射区域18，之后光向着前方输出。此时，从半透射反射液晶面板12输出的光具有低方向性，并在显示设备1的前方向上以及倾斜方向上发射。由此可以给位于显示设备前方的观察者和斜向位置中的观察者显示图像。

之后将描述本发明的构造条件中限制数值的原因。

(a)切换元件的驱动频率F2：高于液晶面板的驱动频率F1(F2＞F1)

如上所述，切换元件8中总是包含离子杂质，并且其数量随时间而增加。由此聚合物分散液晶层10的电阻随时间降低。当切换元件8中存在离子杂质，并且给切换元件施加总是完美对称的正负交流电压时，离子杂质不会不均匀地分布在电极之一的一侧，并且切换元件表现出相同的光学响应，不管是给切换元件施加正电压还是负电压。然而，实际应用中很难给切换元件施加完全没有直流分量的正负交流电压。因此由于施加电压中的直流分量，切换元件中的离子杂质逐渐地更加集中在一侧电极附近。因为离子杂质变为不均匀地分布，所以切换元件在施加负电压期间和施加正电压期间表现出不同的光学响应，且透射率开始变化。过去，因为通过具有与液晶面板相同频率的正负交流电压来驱动切换元件，所以上述光学响应的不对称作为闪烁被观察者识别到。

相反，当切换元件的驱动频率F2比液晶面板的驱动频率F1大时，切换元件的光学响应中的不对称不易被观察者识别到，即使当切换元件恶化和离子杂质增加且变为不均匀地分布时。因此，在本发明中将切换元件的驱动频率F2设为高于液晶面板的驱动频率F1。频率F2优选高于60Hz。

(b)切换元件的驱动频率F2：是液晶面板的驱动频率F1的两倍或更高(F2＝2×F1)

本显示设备的透射率可以表示为切换元件的透射率和显示面板的透射率的乘积。如前面所提到的，切换元件的透射率能够根据正电压和负电压而变化。显示面板通过以特定驱动频率刷新屏幕来显示图像。因此，当显示面板的驱动频率(F1)和切换元件的驱动频率(F2)不同时，显示设备的总透射率在频率的和(F1+F2)与频率的差(F2-F1)的绝对值之间波动。因为频率的和(F1+F2)是高于频率F1的频率，所以观察者识别不到该波动。另一方面，频率的差(F2-F1)的绝对值是低的频率，如果该值到达一定水平，就会存在观察者注意到闪烁的危险。

因此，当频率F2是频率F1的两倍或更高时，显示的波动频率(F2-F1的绝对值)变为F1或更高，不再看到闪烁。由此可以在没有不舒适的情况下观察图像，即使当发生显示波动时。因此，切换元件的驱动频率F2优选是液晶面板的驱动频率F1的两倍或更高。

(c)切换元件的驱动频率F2：是液晶面板的驱动频率F1的n倍(其中n是等于或大于2的整数)(F2＝n×F1)

当频率F2是频率F1的n倍时，频率(F2-F1)的绝对值变为频率F1的整数倍。由此图像的透射率变化的频率变为图像的内容变化的频率的整数倍，并且可更进一步减小由观察者感受到的不舒适。因此，切换元件的驱动频率F2优选是液晶面板的驱动频率F1的n倍(其中n是等于或大于2的整数)。

接下来将描述本实施例的效果。根据本实施例，因为显示的视角能够在窄角和宽角之间切换，所以可在窄角模式中防止偷窥，并在宽角模式中使多个用户同时观看所有图像。

根据上述原理本实施例能够防止闪烁。

此外，在本实施例中，因为塑料基板9a和9b是切换元件8的基板，并且半透射反射液晶面板12的透明基板14a和14b由树脂形成，所以能够减小显示设备1的厚度和重量，并能够提高其机械耐久性。

然而，由塑料形成切换元件8的基板产生了几个问题。因此，在本实施例中采取了措施来克服这些问题。之后将描述将塑料基板用于切换元件8的基板而产生的问题，以及克服这些问题采取的措施。

液晶通常被紫外辐射退化。然而，在用于图像显示的公共液晶面板中，将偏振板粘贴到透明基板的两侧，并且该偏振板用作有效的紫外阻挡部件。因此液晶没有暴露于恶劣的紫外辐射的环境中。然而在本实施例中，散射型液晶布置在光源和显示面板之间。因此，在冷阴极管中用于激发磷光体的一部分紫外光直接入射到散射型液晶部件上，导致液晶的紫外退化。尤其在本实施例中，切换元件中包含的聚合物分散型液晶层是散射型液晶，因此其通过紫外曝光来制造。因此在切换元件的塑料基板中使用能透射紫外线的基板。因而如果在冷阴极管和切换元件之间没有布置用于吸收紫外线的部件，则通过紫外线就退化聚合物分散型液晶层中的液晶小滴。即使当在切换元件中使用宾主液晶时也发生同样问题。在该情形中，除了液晶部件的退化之外还发生了二色性燃料部件的退化。

为了克服该问题，本实施例中线性光栅片6的树脂片6a由吸收紫外线的材料形成。因此从冷阴极管3发射的紫外线被线性光栅片6阻挡。由此防止了切换元件8暴露于紫外线，并且切换元件8的液晶小滴10b不会被紫外线退化。

与玻璃相比，塑料还具有较高的湿气渗透性。因此当切换元件的基板由塑料形成时，不可能确保内部液晶的长期工作。当在液晶面板中使用塑料基板时，塑料基板的内表面通常涂敷有用于提高防止湿气性的氧化硅膜等。然而，在该情形中必需在塑料基板的内表面上形成包含氧化硅膜和透明电极层的两层或多层。因而由多层结构确保的可靠性需要昂贵的塑料基板。

因此，在本实施例中，切换元件8的塑料基板9a的整个表面通过粘结层7结合到线性光栅片6。因而切换元件8的后表面侧的塑料基板的有效厚度增加，可防止湿气从后表面侧渗入。由此仅对前表面侧的塑料基板涂布湿气阻挡涂层就足够了，不再需要给后表面侧的塑料基板涂布湿气阻挡涂层。因此确保了可靠性，同时保持了低成本。尤其是在本实施例中，因为线性光栅片6的厚度是0.1mm或更大，所以可获得充分的湿气阻挡能力。结果，可抑制切换元件随时间的恶化，并提高显示设备的可靠性。

另一个问题是散射型液晶易受机械冲击的影响。如上所述，公知的散射型液晶包括聚合物分散液晶、聚合物网状液晶、胶囊型液晶等。这些类型的液晶共有的结构是具有液晶相和树脂相的结构。由此通过液晶相和树脂相的折射率非排列/排列可获得散射/透明切换。这些相中的树脂相具有固定的结构，因此尤其容易受到机械冲击，并且一旦被破坏就不能恢复。散射型液晶通常具有大约几微米或更小的厚度。该极薄的固体树脂层必须保持机械稳定。然而，当在塑料基板之间布置树脂层时会发生机械问题。塑料基板容易因为外力等而扭曲，弯曲和其它变形。因此与在玻璃基板之间布置散射型液晶部件的情形相比，该组件更容易受到损坏。尽管在宾主液晶部件的情形中在内部没有固定的结构，如树脂相，但在塑料基板容易变形的情形中仍会发生不均匀的显示。具体地说，当塑料基板弯曲时出现了不均匀显示的问题，并且在宾主液晶部件中产生厚部和薄部。因为通常在移动或便携式终端设备中使用具有可切换视角的显示设备，所以必须考虑由于掉落或在使用过程中冲击的可能性，并且易于受到机械冲击成为问题。

因此，在本实施例中，切换元件8通过弹性树脂部件13固定到半透射反射液晶面板12。由此可以保护切换元件8免受机械应力。

接下来将描述本发明的第二个实施例。图6是根据本实施例的显示设备的截面图。如图6中所示，在根据本实施例的显示设备31中的棱镜片5和线性光栅片6之间布置有漫射板32。漫射板32由树脂材料(例如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN))形成。该漫射板透射可见光并吸收具有400nm或更小波长的光。由此可吸收从冷阴极管3泄漏的紫外光。在本实施例中，线性光栅片6的树脂片6a可以以与前面所述的第一个实施例中相同的方式由吸收紫外线的材料形成，或可以由不吸收紫外线的材料形成。

显示设备31还设置有用于容纳平面光源2的框架33、漫射板32、线性光栅片6、切换元件8和弹性树脂部件13。通过将前框架33b装配到后框架33a中，将框架33形成为框架形。框架33覆盖了平面光源2的后表面的外围以及平面光源2、漫射板32、线性光栅片6、切换元件8和弹性树脂部件13的侧表面。前框架33b覆盖切换元件8和弹性树脂部件13的侧表面及前表面的外围。切换元件8的前表面通过弹性树脂部件13粘结并固定到前框架33b。

此外，代替前述第一个实施例中的粘结层7，显示设备31设置有弹性树脂部件36。具体地说，在线性光栅片6和切换元件8之间布置弹性树脂部件36。由此切换元件8通过弹性树脂部件36固定到线性光栅片6。

代替前述第一个实施例中的半透射反射液晶面板12，显示设备31设置有透射液晶面板34。

代替前述第一个实施例中的切换元件驱动单元23，显示设备31还设置有切换元件驱动单元35。切换元件驱动单元35从透射液晶面板34接收驱动同步信号，产生具有四倍于驱动同步信号频率的频率的信号，并根据该信号给切换元件8供给驱动电压。因此，如果透射液晶面板34例如以60Hz的频率被驱动，则切换元件8与透射液晶面板34同步并以240Hz的频率被驱动。除了上面描述的那些之外，本实施例中的构造的各方面与前述第一个实施例中的相同。

接下来将描述本实施例的工作和效果。有时根据显示面板设定复位周期。在这种情形中，如果切换元件和显示面板的驱动时序不同步，那么即使当切换元件的驱动频率F2是显示面板的驱动频率F1的多倍时，显示设备的透射率也在施加正电位的帧与施加负电位的帧之间变化。相反，在本实施例中通过将切换元件的驱动时序与显示面板的驱动时序同步，可防止透射率在施加正电位的帧与施加负电位的帧之间变化。由此可更可靠地防止闪烁的发生。

在本实施例中，切换元件8通过弹性树脂部件13固定到框架33的前框架33b，并通过弹性树脂部件36固定到线性光栅片6。具体地说，通过弹性树脂部件13和36来支撑切换元件8。由此可阻止切换元件8免受机械应力，并且还提高了切换元件的后表面侧的湿气阻止特性。结果，可提高显示设备31的可靠性，而不增加其组件数量。除了上面所述的那些之外，本实施例中的效果和工作方面与前述第一个实施例中的相同。

接下来将描述本发明的第三个实施例。图7是根据本实施例的显示设备的侧视图。在图7中，为了简化附图，省略掉了驱动单元。对于之后描述的图8到15也同样如此。如图7中所示，在本实施例中没有设置视角控制单元41(见图3)，并且平面光源2通过粘结层7结合到切换元件8的后表面侧的塑料基板(图中没有示出)。因而增加了切换元件8的后表面侧的塑料基板的有效厚度，并可以防止湿气从后表面侧渗入。该显示设备还设置有显示面板42。显示面板42可以与前面所述的第一个实施例中的半透射反射液晶面板12相同，或可以与前面所述的第二个实施例中的透射液晶面板34相同，或可以是除了液晶面板之外的其他透射型显示面板。除上面所述的那些之外，本实施例中的结构和工作的各效果和方面与前面所述的第一个实施例中的相同。

接下来将描述本发明的第四个实施例。图8是根据本实施例的显示设备的侧视图。如图8中所示，本实施例中的粘结层7设置在切换元件8的前表面侧，而不是后表面侧。由此切换元件8的前表面侧的塑料基板的整个表面通过粘结层7结合到显示面板42的后表面。因而增加了切换元件8的前表面侧的塑料基板的有效厚度，并可以防止湿气从前表面侧渗入。除上面所述的那些之外，本实施例中的结构和工作的各效果和方面与前面所述的第一个实施例中的相同。

在本实施例中，当显示面板42是在其前表面侧和后表面侧设置有偏振板的液晶面板，并且切换元件8通过粘结层7结合到后表面侧的偏振板时，后表面侧的偏振板的厚度优选为0.1mm或更大。由此可充分防止湿气从切换元件8的前表面侧渗入。

接下来将描述本发明的第五个实施例。图9是根据本实施例的显示设备的侧视图。如图9中所示，本实施例中没有设置视角控制单元41(见图3)，并且替代地将紫外吸收片43设置在冷阴极管3和切换元件8之间。紫外吸收片43例如由聚耐二甲酸乙二醇酯(PEN)形成。因而可通过紫外吸收片43阻挡从平面光源2的冷阴极管发射的紫外线，可保护切换元件8免受紫外线损伤。结果，能够防止由紫外线导致的切换元件8的恶化，可确保显示设备的可靠性。除上面所述的那些之外，本实施例中的结构和工作的各效果和方面与前面所述的第一个实施例中的相同。紫外吸收片43还可结合到切换元件8。由此可赋予紫外吸收片43紫外阻挡能力以及湿气阻挡能力。

接下来将描述本发明的第六个实施例。图10是根据本实施例的显示设备的截面图。如图10中所示，本实施例与前述第二个实施例不同在于，省略掉了前框架，在切换元件8的后表面侧的整个表面上布置有弹性树脂部件44，并且切换元件8通过该弹性树脂部件44固定到平面光源2。因为弹性树脂部件44吸收机械冲击，所以没有大的外力施加到切换元件8上，并且可防止切换元件8中的树脂10a(见图4)破裂。根据温度变化而发生在切换元件8和后框架33a之间的膨胀和收缩，以及发生在切换元件8和平面光源2之间的膨胀和收缩也被弹性树脂部件13吸收。因此，即使当温度变化时，切换元件也不会受到热应力，并且能够防止切换元件断裂。除上面所述的那些之外，本实施例中的结构和工作的各效果和方面与前面所述的第二个实施例中的相同。

接下来将描述本发明的第七个实施例。图11是根据本实施例的显示设备的截面图。如图11中所示，本实施例与前面所述的第六个实施例的区别在于，仅给切换元件8的后表面的外围部分设置弹性树脂部件44。除上面所述的那些之外，本实施例中的结构和工作的各效果和方面与前面所述的第六个实施例中的相同。

接下来将描述本发明的第八个实施例。图12是根据本实施例的显示设备的截面图。如图12中所示，在本实施例中，视角控制单元41和切换元件8通过粘结层7彼此粘附，并且得到的结合体通过弹性树脂部件45固定到平面光源2。由此通过弹性树脂部件45来支撑视角控制单元41和切换元件8之间的结合体。结果，获得了具有出色耐湿气性和耐机械冲击以及热膨胀的显示设备。

接下来将描述本发明的第九个实施例。图13是根据本实施例的显示设备的截面图。如图13中所示，在本实施例中，切换元件8通过弹性树脂部件13固定到显示面板42。弹性树脂部件13以框架形状设置在显示面板42的后表面侧的外围上。除上面所述的那些之外，本实施例中的结构和工作的各效果和方面与前面所述的第一个实施例中的相同。

接下来将描述本发明的第十个实施例。图14是根据本实施例的显示设备的侧视图。如图14中所示，在本实施例中，切换元件8通过弹性树脂部件46固定到显示面板42。弹性树脂部件46设置在显示面板42的后表面侧的整个表面上。除上面所述的那些之外，本实施例中的结构和工作的各效果和方面与前面所述的第一个实施例中的相同。

在上面所述的实施例中光波导可以被赋予紫外吸收能力。前面的实施例中描述了侧光型光源用作平面光源的例子，但本发明并不限于该构造，而是也可以使用底光型光源。底光型光源由多个光源元件和布置在光源元件之上用于产生均匀亮度的漫射片组成。当使用底光型光源时，漫射片可以被赋予紫外吸收能力。在任何情形中，通过给平面光源的一部分提供紫外吸收能力，可免除独立的紫外吸收层，并能够防止切换元件的恶化，而不增加组件的数量。

还可给用于提高平面光源的方向性的棱镜片提供紫外吸收能力。通过选择组成材料或通过将紫外吸收物质混合进组成材料中可获得该能力。由此能够确保可靠性而不进一步增加组件的数量。

在前述实施例中还描述了散射型液晶元件用作切换元件的例子，其中当不施加电压时切换元件处于透明状态，而当施加电压时其处于散射状态。然而，本发明并不限于该构造，并且可以使用当不施加电压时处于散射状态，而当施加电压时处于透明状态的散射型液晶元件。还可以使用设置有具有细长形状的二色性燃料分子的宾主液晶元件作为切换元件。

此外，在前面所述的实施例中粘结层或弹性树脂部件的厚度优选为10微米或更大。由此由面内光学干涉导致的条纹线几乎不引人注意。例如，在图12中所示的第八个实施例中，通过将弹性树脂部件45的厚度设到10微米或更大，可抑制由于平面光源2的前表面与视角控制单元41的后表面之间的干涉而产生条纹线。通过使粘结层7为10微米或更大的厚度可获得相同的效果。例如，在图12中，通过使粘结层7为10微米或更大的厚度，可抑制视角控制单元41的前表面与切换元件8的后表面之间的光学干涉。

接下来将描述本发明的第十一个实施例。本实施例是根据本发明的终端设备的实施例。图15是根据本实施例的终端设备的透视图。如图15中所示，根据本实施例的终端设备是笔记本型个人计算机(笔记本PC)51。在该笔记本PC51中设置有操作单元52和可旋转地连接到该操作单元52的边缘的显示单元53，并且具有可切换视角的显示设备1嵌入到显示单元53中。该显示设备1与根据前面所述的第一个实施例的显示设备1(见图3到图5)相同。显示设备1中线性光栅片6的吸收部件6b(见图4)的延伸方向与垂直于笔记本PC51的屏幕的方向54基本一致。本实施例的工作和效果与前面所述的第一个实施例中的相同。

当考虑由线性光栅片与显示面板之间的干涉导致的莫尔波纹时，吸收部件6b的延伸方向可从垂直于屏幕的方向54倾斜10度或更小的角度。由此可减少莫尔波纹。还可通过在线性光栅片6与切换元件8之间进一步设置漫射片来消除莫尔波纹。还可将根据前面所述的第二个到第十个实施例的任意一个的显示设备结合进笔记本PC51的显示单元53中。尤其当本实施例的终端设备是移动/便携型终端设备时，户外使用是常见的，并且希望具有出色可靠性的设备。通过将根据前面所述的第一个到第十个实施例的显示设备应用于这种终端设备，可获得满足前述要求的终端设备。

本实施例中描述了终端设备是笔记本型个人计算机的例子，但本发明并不限于该构造，而是还可以应用于移动电话、PDA等。

Claims (23)

1.一种具有可切换视角的显示设备，包括：

切换元件，其能够在散射入射光和直接透射入射光之间进行切换；

显示面板，其通过透射从切换元件发射的光来显示图像；和

驱动单元，用于通过接通和断开给所述切换元件施加交流电压来将切换元件切换到透射状态或散射状态；

其中通过所述驱动单元给所述切换元件施加的所述交流电压的频率高于所述显示面板的驱动频率。

2.根据权利要求1所述的具有可切换视角的显示设备，其中

所述交流电压的频率高于60Hz。

3.根据权利要求1所述的具有可切换视角的显示设备，其中

所述交流电压的频率是所述显示面板的驱动频率的两倍或更高。

4.根据权利要求3所述的具有可切换视角的显示设备，其中

所述交流电压的频率是所述显示面板的驱动频率的n倍，其中n是等于或大于2的整数。

5.根据权利要求1所述的具有可切换视角的显示设备，其中

所述驱动单元使所述切换元件的驱动时序与所述显示面板的驱动时序同步。

6.根据权利要求1所述的具有可切换视角的显示设备，所述切换元件包括：

由透明塑料构成的两个基板；和

布置在基板之间的液晶层。

7.根据权利要求6所述的具有可切换视角的显示设备，包括：

所述基板之一被结合到所述显示面板。

8.根据权利要求6所述的具有可切换视角的显示设备，包括：

用于向所述切换元件发射光的光源；并且

所述基板之一被结合到所述光源。

9.根据权利要求6所述的具有可切换视角的显示设备，包括：

视角控制单元，用于提高入射到所述切换元件上的光的方向性；并且

所述基板之一被结合到所述视角控制单元。

10.根据权利要求6所述的具有可切换视角的显示设备，包括：

用于向所述切换元件发射光的光源；并且

紫外线在从光源到所述切换元件的光路上被吸收。

11.根据权利要求10所述的具有可切换视角的显示设备，包括：

被布置为插入在所述光路中的紫外吸收片。

12.根据权利要求11所述的具有可切换视角的显示设备，包括：

所述基板之一被结合到所述紫外吸收片。

13.根据权利要求10所述的具有可切换视角的显示设备，其中

所述光源具有冷阴极管和用于向着所述切换元件平面地发射从冷阴极管入射的光的光波导；并且

所述光波导由吸收紫外线的材料形成。

14.根据权利要求10所述的具有可切换视角的显示设备，其中

所述光源具有冷阴极管、用于平面地发射从冷阴极管入射的光的光波导和用于向着所述切换元件发射从光波导入射的光的光学元件；并且

所述光学元件由吸收紫外线的材料形成。

15.根据权利要求10所述的具有可切换视角的显示设备，包括：

视角控制单元，用于提高入射到所述切换元件上的光的方向性，视角控制单元由吸收紫外线的材料形成。

16.根据权利要求6所述的具有可切换视角的显示设备，包括：

用于支撑所述切换元件的弹性树脂部件。

17.根据权利要求16所述的具有可切换视角的显示设备，其中

所述切换元件通过所述弹性树脂部件被固定到所述显示面板。

18.根据权利要求16所述的具有可切换视角的显示设备，包括：

视角控制单元，用于提高入射到所述切换元件上的光的方向性，所述切换元件通过所述弹性树脂部件被固定到所述视角控制单元。

19.根据权利要求16所述的具有可切换视角的显示设备，包括：

视角控制单元，用于提高入射到所述切换元件上的光的方向性，所述切换元件和所述视角控制单元彼此结合，并且得到的结合体由所述弹性树脂部件支撑。

20.根据权利要求16所述的具有可切换视角的显示设备，包括：

用于向所述切换元件发射光的光源，所述切换元件通过所述弹性树脂部件固定到所述光源。

21.根据权利要求16所述的具有可切换视角的显示设备，包括：

用于容纳所述切换元件的框架，所述切换元件通过所述弹性树脂部件被固定到所述框架。

22.根据权利要求16所述的具有可切换视角的显示设备，其中

所述弹性树脂部件的厚度为10微米或更大。

23.一种终端设备，包括根据权利要求1所述的具有可切换视角的显示设备。

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