JP2001264768A - 液晶表示装置、端末装置及び携帯端末装置 - Google Patents

液晶表示装置、端末装置及び携帯端末装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶表示装置の正面以外の方向から表示内容を
認識することを困難する。また、正面以外の方向から見
たときに、固定パターンが見えることを利用して、図や
商品名等を表示させることを可能とする。 【解決手段】液晶層と、液晶層を配向する配向膜と、液
晶層を駆動する駆動回路とを具備し、配向膜が視認可能
な大きさの所定の図形からなる複数の領域に区画され、
隣接する前記領域の配向方向が異なるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置、端末
装置及び携帯端末装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、液晶表示装置は大型化がすすみ、
ノートブック型コンピュータ用、モニター用等の表示装
置として市場を拡大している。
【０００３】従来、通常使用されているＴＮ方式の液晶
表示装置では、コントラストの視野角依存性が大きく、
特定の方向からは表示が見えないという問題があった。
しかしながら近年、視野角補償フィルムなどの使用によ
り、この点は改善されて来ている。そして、液晶表示装
置においても、ＣＲＴと同レベルの視野角を有する事が
可能となっている。
【０００４】視野角を広げる方法として、ＵＳＰ５，６
６６，１７８やＵＳＰ５，６５２，６３４に、視野角を
広げるために１画素内に複数のプレチルト角の異なる部
分を設け、視野角を広げる工夫が開示される。また、特
開平９−５７６６には、１絵素内でプレチルト角の異な
る部分を設けるものが開示される。これらの先行技術
は、視野角を広げることを目的として、１画素内にプレ
チルト角の異なる部分を設けるものである。
【０００５】この視野角を広げる手法では、画面内に色
むら等を出さないため、１画素内のプレチルト角の異な
る部分の比率は1画面全面に渡って一定になっている。
【０００６】この他、特開昭６１−５１１２４及び特開
昭６１−５１１２５には、基板上の表示パターンについ
て、表示パターンごとに配向方向を異ならせるものが開
示されている。ここでは、表示パターンごとに見やすい
方向／見難い方向を設け、ある方向からは見える表示パ
ターンと見えない表示パターンが生じる構成とし、多方
向から少なくとも１つの表示パターンが見えるようにす
るものである。
【０００７】一方、これとは逆に携帯端末等の用途を中
心に、正面からのみ見ることが可能であり、斜め方向か
ら見ることを不可能にするディスプレイの要求もある。
これは、機密性のある文書等を公共の場等で作成する、
あるいは読む場合に、ディスプレイの使用者以外にこの
情報が見えることを防ぐ為である。また、周りを気にす
ることなく、個人的なメール等を読み、また書くように
するためである。この技術を、ここでは「狭視野角化技
術」と呼ぶ。
【０００８】これまで、狭視野角化技術としては、画像
表示用の液晶層と位相差制御用の液晶層を併せ持つ液晶
表示装置を用いる方法（特開平１１−１７４４８９、特
開平１１−７０４５、特開平９−１０５９５８）、レン
ズシートを用いるもの（特開平１１−８４３５７その
他）、拡散導光板を用いるもの（特開平１０−９７１９
９その他）などが開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の挟視野角化技術では部材点数が増加する、視野角が十
分に狭くならない、等の問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、正面か
らは通常の液晶表示装置と変わりなく、特定の方向から
は入力される映像信号とは連動しない固定画像も表示す
る表示装置を提供する。
【００１１】本発明の液晶表示装置は、液晶層と、前記
液晶層を挟む配向膜とを具備し、前記配向膜が複数の全
画素を含有する領域に区画され、隣接する前記領域の配
向方向が異なる事を特徴とするものである。
【００１２】前記領域は文字であっても良い。ここで、
文字は文字列であっても良く、メッセージ性のある文字
列とすることができる。
【００１３】また、前記領域は目視図形であっても良
い。ここで、目視とは通常肉眼で視認できる程度の大き
さを持つ図形である。また、文字を含ませることも可能
である。
【００１４】前記領域を内包する最小長方形（正方形を
含む）の長辺が、０．１ｍｍ以上が好ましい。即ち、こ
の長方形の長辺が約０．１ｍｍ以上であると、正面以外
の方向から表示画面が視認しにくくなる。
【００１５】前記領域が正方形であってもよい。
【００１６】前記液晶層を駆動する駆動電圧の最大値
を、前記液晶層の飽和電圧未満とできる。
【００１７】前記液晶層を駆動する駆動電圧の最大値
を、前記液晶層の飽和電圧の０．５％以上７０％以下と
しても良い。
【００１８】前記領域内の配向方向は同一とすることが
できる。
【００１９】前記領域内において、同一色画素は同一の
配向方向を有するようにできる。
【００２０】本発明の液晶表示装置は、液晶層と、前記
液晶層を挟む配向膜とを具備し、前記配向膜が配向方向
の異なる複数の領域に区画され、且つ少なくともひとつ
の画素内における前記領域の面積比が、他の画素内にお
ける前記領域の面積比と異なるようにしてもよい。即
ち、１画素上に複数の領域が存在するとき、画面の全画
素の一部について、その領域の面積比が異なるようにす
るものである。ただし、全画素について、同一の面積比
とするものは従来の広視野角化に相当し、固定画像を表
示することができない。
【００２１】前記領域は文字であってもよい。
【００２２】前記領域は目視図形であっても良い。
【００２３】また、本発明の液晶表示装置は、液晶層
と、前記液晶層を挟む配向膜と、前記液晶層を駆動する
駆動手段とを具備し、前記液晶層の正面へは前記駆動手
段による画像を表示し、前記正面以外へは前記駆動手段
とは独立な固定画像を表示することを特徴とするもので
あってもよい。
【００２４】前記配向膜は、配向方向の異なる領域を複
数有するようにすることが可能である。
【００２５】前記固定画像は文字であってもよい。
【００２６】前記固定画像は目視図形であってもよい。
【００２７】前記固定画像は色を有するようにすること
ができる。
【００２８】この他、本発明の液晶表示装置は、液晶層
と、前記液晶層を挟む配向膜と、前記液晶層を駆動する
駆動手段とを具備し、前記液晶層の法線方向へは前記駆
動手段による画像を表示し、前記法線方向以外の所定方
向へは前記駆動手段とは独立な固定画像を表示すること
を特徴とするものであっても良い。
【００２９】本発明の液晶表示装置は、入力信号に基づ
く画像表示を行なう第1液晶層と、第２液晶層と、前記
第2液晶層を挟持する配向膜とを具備し、前記配向膜を
目視可能な図形からなる複数の領域に区画し、隣接する
前記領域の配向方向が異なる事を特徴とするものであっ
てもよい。
【００３０】本発明の液晶表示装置は、液晶層と、前記
液晶層を挟持する基板と、前記液晶層を駆動する駆動手
段とを具備し、前記液晶層の正面へは前記駆動手段によ
る画像を表示し、前記正面以外へは前記駆動手段とは独
立な固定画像を表示することを特徴とするものであって
も良い。
【００３１】本発明に係る端末装置は、液晶層と、前記
液晶層を挟む配向膜と、前記液晶層を駆動する駆動手段
とを具備し、前記液晶層の正面へは前記駆動手段による
画像を表示し、前記正面以外へは前記駆動手段とは独立
な固定画像を表示する液晶画面を有するようにできる。
【００３２】また、本発明に係る携帯端末装置は、液晶
層と、前記液晶層を挟む配向膜と、前記液晶層を駆動す
る駆動手段とを具備し、前記液晶層の正面へは前記駆動
手段による画像を表示し、前記正面以外へは前記駆動手
段とは独立な固定画像を表示する液晶画面を有するよう
にできる。
【００３３】本発明によれば、液晶表示装置の配向膜を
複数の領域に区画し、各々の領域における配向方向を異
ならせることにより、特定の方向から画面を見たとき
に、一部の領域が黒や他の色に見えるようにする。これ
は、配向膜上の配向処理方向によって、液晶表示の視野
角が異なることを応用するものである。
【００３４】このように、一部の領域が特定方向から固
定の色に見えるため、特定方向からの画面覗き込みを防
止することができる。
【００３５】また、液晶表示装置に入力される画像信号
の表示とは独立に固定の画像を特定方向から見ることが
できるようにすることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面を
参照しつつ詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形
態に限定されるものではない。また、厚み等の数値や材
料等は例示である。 （第1の実施形態）本発明の第１の実施形態について説
明する。本実施形態では、配向膜を複数の正方形領域に
区画する。この正方形領域内ではひとつの配向方向だ
が、隣り合う正方形領域では配向方向を変え、複数種類
の配向方向が周期的に繰返される。
【００３７】図１に本実施形態の液晶表示装置の断面図
を示す。この断面図は、液晶表示装置の一般的な構造を
説明するために引用するものであり、以下の実施形態は
この構造に限定されるわけではない。
【００３８】Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏ
ｒ（ＴＦＴ）が形成されたガラス基板１１上には、ポリ
イミド配向膜１３が設けられている。一方、カラーフィ
ルターが形成されたガラス基板１２上にはポリイミド配
向膜１４が設けられている。これらのガラス基板１１と
ガラス基板１２の間に液晶材料１５が封入されている。
ガラス基板１１とガラス基板１２の間隔は粒径約５μｍ
のスペーサー１６が入れてある。また、ガラス基板端部
はエポキシ系のシール材１７によって封止されている。
このようにして、均一な厚みを持つ液晶表示装置とな
る。ガラス基板１１及びガラス基板１２の間隔を保つ方
法は、スペーサー１６によるもののほか、基板上に柱を
設けることによってもよい。また、小型のディスプレイ
であれば、ガラス基板端部のシール材１７のみによって
間隔を保つことができる場合もある。
【００３９】この液晶層を挟持した上下側基板に、液晶
層を駆動する駆動装置を接続する。この駆動装置は、ガ
ラス基板１１やガラス基板１２の外に駆動回路等を接続
しても良いが、ガラス基板１１やガラス基板１２上に設
けても良い。
【００４０】液晶材料としては、ＴＮ方式の液晶材料と
して使用される、チッソ石油化学社製ＴＮ用液晶ＬＩＸ
ＯＮ５０１０を用いることができる。
【００４１】配向膜としては、日本合成ゴム社製配向膜
用ポリイミドＰＩ−１０５１を用いることができる。
【００４２】本実施形態に係る液晶表示装置の平面図を
図２に示す。以下、上側基板、下側基板という表記を用
いるが、ＴＦＴを設けたガラス基板１１及びカラーフィ
ルターを設けたガラス基板１２の一方を上側基板、他方
を下側基板と呼ぶ。
【００４３】図２に示すようなａ、ｂの２つの配向方向
を持つ領域が交互に並ぶように配向膜に配向処理を施
す。ここで、配向処理は、例えば、ラビング処理によ
る。
【００４４】この配向処理によって、画面はａ、ｂの２
種類の小領域に分割される。これらの領域は、例えば、
それぞれ、１辺が約２．５ｍｍの正方形とする。この小
領域は、画素に比べて十分大きく、領域を直接視認でき
る程度の大きさである。
【００４５】ラビング処理は、本実施形態では次のよう
に行なう。まず、下側基板の上にポリイミド膜を形成
し、ポリイミド膜全面に、均一なラビング処理を行な
う。
【００４６】次に、例えば図１７に示すような、ステン
レス製の金属薄膜により、ａまたはｂのどちらか一方と
なる領域を覆う。ここでは領域ｂを覆い、その上から逆
方向のラビング処理を行ない、金属薄膜を除去すること
により、図２に示すような基板が形成される。
【００４７】図２に対向する上側基板にも、下側基板同
様にポリイミド膜を全面に形成する。この後、対向させ
たときに下側基板に行なったラビング方向とは垂直方向
になるように、ポリイミド膜全面にラビングを行なう。
そして、下側基板のａまたはｂのどちらか一方に対応す
る領域を、ステンレス製の金属薄膜により覆う。ここで
は、領域ｂを覆い、その上から、下側基板に行なったも
のとは垂直方向で、かつ今度は領域ｂとは逆方向のラビ
ング処理を行なう。この後、金属薄膜を除去する。
【００４８】領域ａ、領域ｂの配向処理方向は、図３に
示すように、下側基板には実線矢印の方向であり、領域
ａ、ｂで逆方向になる。ここに、上側基板には点線矢印
の方向であり、領域ａ、ｂで逆方向とする。さらに、上
側基板と下側基板の各々の正方形を対向配置させ、領域
ａ、ｂで上側基板と下側基板の配向方向が垂直方向にな
るようにする。
【００４９】本実施形態の液晶表示装置では、上下側基
板の表面に偏光板を設ける。ここでは、電圧無印加時に
黒表示となるように上下側基板の偏光板の偏光方向を平
行とし、さらに領域ａまたは領域ｂの一方のラビング方
向と平行となるように配置する。
【００５０】また、駆動時に用いる最大電圧は、液晶の
飽和電圧の約７割とした。表示画質から、最大電圧は、
好ましくは飽和電圧の7割程度以下が良い。
【００５１】以上により、図４のような基板が得られ
る。このタイプの液晶表示装置では、矢印Ｄの方向から
斜めに見た場合には、ａの領域に強い視野角依存性が現
れ、表示が見えなくなる。即ち、ａの領域は表示信号に
かかわらず黒または黒っぽく見える。一方、矢印Ｄとは
逆の方向から見た場合にはｂの領域が見えなくなる。
【００５２】図５を用いてさらに説明する。図５は液晶
表示装置の表面部分を断面方向から見た拡大図で、領域
a上の様子を図５（ａ）に、領域ｂ上の様子を図５
（ｂ）に示している。実際には、配向膜上に領域ａ、ｂ
が定義されるが、ここでは概念的に領域ａ、ｂの対応領
域を示している。
【００５３】図５（ａ）には領域ａ上における画像可視
領域５１と画像不可視領域５２を示す。即ち、画像可視
領域５１から画面を見ると、液晶の状態に応じて、通常
の液晶表示装置として機能している。一方、画像不可視
領域５２から画面を見ると、液晶の状況に関わらず、常
に黒、または黒っぽく見えてしまう。以降、黒または黒
っぽい表示を「黒」と表現する。例えば、方向Ｄから見
ると、領域ａは黒く見える。
【００５４】図５（ｂ）には領域ｂ上における画像可視
領域５３と画像不可視領域５４を示す。領域ｂにおいて
は、Ｄの方向からは領域ｂに液晶によって表示された画
像を見ることができる。しかし、画像不可視領域５４か
らは領域ｂが黒く見えるのである。
【００５５】領域ａと領域ｂは隣り合って配置されてい
ることから、ある方向、例えば方向Ｄから見ると、領域
ｂについては通常の液晶表示が見えるが、領域ａは黒く
見え、液晶表示装置に表示される画像全体を見ることが
できない。
【００５６】従って、ほぼ正面から見た場合以外は、表
示の全てを見ることが出来ず、画面表示情報を理解する
ことが困難になる。即ち、正面以外の方向からは表示画
面に領域ａまたはｂの黒い正方形が視認され、表示画面
にスクランブルがかかったようになるのである。
【００５７】例えば、図６のような図形が液晶表示装置
に表示される場合を考える。このとき、表示装置のほぼ
正面からは図６のように正しく見ることができる。しか
し、斜め横方向から、例えば、方向Ｄから見ると図７の
ようにところどころ黒く見えてしまい、表示内容を正確
に見ることができないか、または困難となる。
【００５８】本実施形態の液晶表示装置に、漢字、ひら
がな、アルファベット、写真を表示し、図８中の１から
８までの各方向から、被験者１５名に画像をみせた。こ
のとき、表示された像を読み取れる角度を測定し、複数
回の測定について平均値を算出した。ここで、像を読み
取れる角度は、画面の法線方向、即ち、真正面を０度と
し、これからのずれを角度で表示する。また、表示画像
は、図形と文字について測定した。
【００５９】この測定の結果は図９に示した。第１の実
施形態についての測定結果は、図９内の第１欄に記載さ
れている。
【００６０】図形については、方向１と方向５、即ち、
左右方向においては、正面から１６度程度ずれると表示
図形の読み取りができなくなる。また、方向３と方向
７、即ち、上下方向においては、正面から３２度程度ま
で読取可能であった。これらの左右方向、上下方向の中
間である方向２、方向４、方向６、方向８においては、
正面から１８度程度の方向まで読み取りが可能であっ
た。
【００６１】また、文字については、左右方向について
は、正面から１５度程度ずれると読取困難であった。上
下方向については、３０度程度まで読み取れた。
【００６２】文字についてのほうが、読み取れる領域が
若干狭くなるが、これは一般に文字の方が細かく複雑で
あるためであると予想されるが、図形と文字についてさ
ほど大きな差はない。
【００６３】この測定結果から分かるように、本実施例
のような領域ａ、ｂを設けた液晶表示装置は、正面から
は通常の画像を見ることが可能であるが、左右の横斜め
方向からは正面から２０度以上はずれると、通常の画像
を見ることができなくなる。これによって、横方向から
は表示されている画像を正確に把握することができなく
なり、液晶表示装置使用者のみ画像を見るこができるよ
うな装置を実現することが可能である。
【００６４】例えば、手のひらの上で操作するモバイル
端末や携帯電話の画面を使用者のみが見ることができる
が、周囲の人が覗き込むことができない装置を実現する
ことができる。正面方向以外から表示画面をみると、そ
の方向により、表示画像とは無関係に配向膜のパターン
が視認されるので、おもに表示する画像の用途に応じて
適したパターンを適宜選択するのが良い。
【００６５】なお、この実施例においては電圧無印加状
態で画素は黒表示を示す、いわゆるノーマリーブラック
方式の液晶表示装置について説明したが、逆に、電圧無
印加状態で画素が白表示を示す、いわゆるノーマリーホ
ワイト方式の液晶表示装置を用いることも可能である。
ノーマリーホワイト方式の場合、画素にバイアス電圧と
して、飽和電圧の０．５％〜７０％をかけるのが好まし
く、より好ましくは５％〜２０％の電圧をかけること
で、ノーマリーブラック方式と同様の効果が得られる。 （第２の実施形態）次に第２の実施形態について説明す
る。
【００６６】第２の実施形態は、領域ａ及び領域ｂのパ
ターンを図１０のようにする。この他の構成について
は、第１の実施形態と同様である。本実施形態に於いて
は、画像観察者の上下方向と領域ａ、ｂの対角線が一致
するようにしている。ただし、一実施形態として、図１
０のようなパターンを説明するが、上下方向と、領域
ａ、ｂの対角線方向が一致しない場合も可能である。
【００６７】本実施形態においても、領域ａ、ｂの上側
基板のラビング方向を点線矢印、下側基板のラビング方
向を実線矢印で表す。本実施例のパターンにおいて、正
方形領域は第１の実施形態より４５度回転させたパター
ンである。領域ａ、ｂは、１辺が約２．５ｍｍの正方形
とする。
【００６８】本実施形態の液晶表示装置においても、第
１の実施形態と同様の視野角の評価を行ない、得られる
画面垂直方向となす角度の平均値を図９に示す。本実施
形態においても、図形と文字について、表示画像を読み
取れる角度を測定した。
【００６９】本実施例においても、第１の実施例とほぼ
同じ測定結果が得られ、左右方向については、読取可能
角度が小さくすることができた。 （第３の実施形態）次に、第３の実施形態について説明
する。
【００７０】第３の実施形態は、液晶材料としてメルク
ジャパン株式会社製ＳＴＮ用材料ＺＬＩ−４５４０（２
７０度ツイスト）を用いる。また、上側、下側のガラス
基板上にストライプ状のＩＴＯ電極を設ける。ただし、
ストライプ状のＩＴＯ電極は、上下２枚のガラス基板を
対向させたときに、上側基板上のＩＴＯ電極と下側基板
上のＩＴＯ電極が直行するように配置する。この他は、
第２の実施形態と同様の材料、条件とする。
【００７１】ストライプ状のＩＴＯ電極は、幅約２００
μｍ、電極間の距離は約２０μｍとする。
【００７２】この上側、下側基板上に設けられたＩＴＯ
電極上に配向膜を形成し、第２の実施形態と同様のラビ
ング処理を行なう。これによって、基板上には領域ａ、
ｂが形成される。
【００７３】ここで、電圧無印加時に黒になるよう偏光
板を設ける。また、駆動時に用いる最大電圧は液晶の飽
和電圧の約７割とする。
【００７４】上下側基板の選択されたＩＴＯ電極に所定
の電位が印加されると、ＩＴＯ電極の交差部の液晶が電
界の影響で分子方向を変化させ、光の透過率が変化する
ことで、所望の画像を表示できる。
【００７５】本実施例においても、領域ａ、ｂが設けら
れているので、正面から見ると通常の画像を見ることが
できるが、斜め横方向からみると、領域ａまたは領域ｂ
の一方しか見ることができず、画像全体を見ることがで
きなくなる。
【００７６】本実施形態の液晶表示装置においても、第
１の実施形態と同様の視野角の評価を行なった。この結
果を図９に示す。
【００７７】本実施形態においても、左右方向で表示画
像の読取角が制限されていることがわかる。本実施形態
においては、もともと視野角が小さく、正面から２５度
程度ずれると画像を読み取ることができなくなるが、特
に、方向１、方向５においては、正面から１１〜１４度
ずれると表示画像を読み取れなくなる。即ち、領域ａ、
ｂを設けることで、左右方向の視野角を制限することが
できた。
【００７８】本実施例においても、偏光板の配置を電圧
無印加状態で白にする場合は、全面にバイアス電圧をか
けると狭視野角化に有効である。ここで、印加するバイ
アス電圧は、液晶の飽和電圧の０．５％〜７０％、より
好ましくは５％〜２％である。 （第４の実施形態）次に、第４の実施形態について説明
する。
【００７９】第４の実施形態は、液晶材料として、高速
応答性を示す捩じれＦＬＣ方式のチッソ石油化学社製強
誘電性液晶２００５を用いる。また、液晶材料層の厚
さ、即ち、セルギャップを約２μｍ、最大駆動電圧を液
晶層の飽和電圧とする。また、偏光板の光軸方向は各基
板上のラビング方向と平行となるようにした。この場
合、電圧無印加状態で白表示状態となり、電圧無印加状
態で各領域の視野角は最大となる。この他は、第１の実
施形態と同様である。
【００８０】本実施形態の液晶表示装置においても、第
１の実施形態と同様の視野角の評価を行ない、得られる
画面垂直方向となす角度の平均値を図９に示す。
【００８１】本実施例の場合、上下方向、即ち、方向
３、方向７いおいては、正面から５０度ずれても表示像
を見ることが可能であるが、横方向、即ち、方向１、方
向５からは、正面から１５度程度ずれると、画像を読み
取ることができなくなる。この実施形態において、領域
ａ、ｂを設ける効果が顕著である。
【００８２】次に比較例を示す。
【００８３】（比較例１、２、３）配向方向を複数の領
域に分けず、画面を図１１のように配向処理した。この
他は、第２、第３、第４の実施形態と同様の方法で液晶
表示装置を形成し、それぞれ、比較例１、２、３とし
た。これらの各比較例においても、上側基板のラビング
方向を点線矢印、下側基板のラビング方向を実線矢印で
表記する。
【００８４】これらの比較例の液晶表示装置において
も、第１の実施形態と同様の視野角の評価を行ない、得
られる画面垂直方向となす角度の平均値を図９に示す。
【００８５】比較例１においては、方向１から見た場
合、正面から４０度程度まで画像を見ることができる
が、反対の方向５からは正面から１５度程度ずれると画
像を見ることができなくなる。また、上下方向からは約
３０度程度正面からずれると画像を見ることができなく
なる。この場合も、正面からは通常の画像を見ることが
できることは変わらないが、方向１からは広範囲で表示
画像を見ることができる。
【００８６】比較例２においては、方向１からは、正面
から２３、２４度ずれると画像が見えなくなり、方向５
からは、正面から１０度程度ずれると画像を見られな
い。上下方向からは、約２０数度ずれると画像を見るこ
とができない。この場合も、方向１からは広範囲で表示
画像を見ることが可能である。
【００８７】比較例３においては、方向１からは、正面
から約７０度まで画像を見ることができるが、方向５か
らは、正面から２０度ずれると画像を見ることができな
い。従って、方向１からは広範囲で表示画像を見ること
ができる。
【００８８】図９を用いて、第１、第２の実施形態と比
較例１によりＴＮ方式について比較し、第３の実施形態
と比較例２によりＳＴＮ方式について比較し、第４の実
施形態と比較例３により捩じれＦＬＣ方式を比較する。
【００８９】これらのいずれの方式においても、本発明
の各実施形態の方が左右方向の視野角が劇的に狭くなる
ことが分かる。よって、これらのいずれの液晶材料にお
いても、本発明の狭視野角化を使用可能である事が分か
る。特に、捩じれＦＬＣ方式では、高速応答性を示すこ
とから、正面から表示品位を確認したところ、鮮明な動
画像を確認することが出来た。
【００９０】上述の実施形態においては、左右方向の視
野角を制限するように配向処理を行なったため、図９の
ような結果を得ることができた。配向方向を変えること
で、任意の方向の視野角を制限することが可能であるこ
とはいうまでもない。
【００９１】（比較例４）第１の実施形態と同様の液晶
表示装置を用いて、液晶層の飽和電圧をかけて、比較例
４とする。第１の実施形態と同様に視野角の評価を行な
い、得られる画面垂直方向となす角度の平均値を図９に
示す。
【００９２】比較例４においては、横方向、即ち、方向
１及び方向５からは、正面から２５度程度ずれると表示
画像が見えなくなるが、上下方向では、正面から３０数
度まで表示画像を見ることが可能で、見る方向による変
化が少なかった。
【００９３】第１の実施形態と比較例４を比較すると、
最大駆動電圧を液晶層の飽和電圧とした場合は、視野角
が広くなることが確認できた。従って、電圧無印加状態
で黒表示となる液晶表示素子では、最大駆動電圧は液晶
層の飽和電圧の約９０％以下であることが好ましい。こ
れは、ＴＮ方式、ＳＴＮ方式の液晶は、電圧無印加状態
または飽和電圧を印加した状態では、視野角依存性があ
まり大きくないため、約９０％以上では視野角依存性が
ほとんどなくなるためである。
【００９４】一方、液晶層の飽和電圧の約４０％以上に
相当する最大駆動電圧が必要である。これは、約４０％
以下では、所望のコントラストを得ることが出来ず、画
質が悪くなるからである。
【００９５】また、電圧無印加状態で白表示の液晶素子
では、液晶の飽和電圧の０．５％〜７０％、好ましくは
５％〜２０％程度のバイアス電圧を全画素に掛けておく
方法が有効である。これはＴＮ，ＳＴＮ方式では完全な
白表示状態より５％〜２０％程度のバイアスを掛けた時
の方が視野角が顕著に狭くなるためである。 （第５の実施形態）次に、第５の実施形態について説明
する。
【００９６】本実施例においても、第１の実施形態と同
様の液晶表示装置を用いるが、第２以下の実施形態にお
いて説明した液晶表示装置を用いることも、また、同様
の作用を有する液晶表示装置を用いることも可能であ
る。
【００９７】正面方向以外から表示画面をみると、見る
方向により、表示信号とは無関係に配向膜のパターンが
視認されるので、横方向から見たときに所望の固定パタ
ーンが見えるようにすることができる。
【００９８】即ち、正面方向以外の方向からは、表示信
号とは無関係な固定パターンが視認されることを利用し
て、正面以外からは特定の図形が表示されるようにすう
ことができる。例えば、第１の実施形態においては、図
７のような市松模様を例示したが、領域ａ、ｂを適当な
パターンに配置すれば任意の図形を固定パターンとして
表示することができる。即ち、所望の配向パターンを配
向膜上に形成することで可能である。
【００９９】この固定パターンとして、例えば、横から
見ると常に商品名や社名のロゴが見えるようにパターン
を形成することや、横からは常にアニメ・キャラクター
が見えるようにすることも可能である。このように、商
品名等の固定パターンを表示できる液晶表示装置を携帯
電話に組み込み、携帯電話を懸賞で消費者にプレゼント
するときに有効である。
【０１００】例えば、図６の表示をしているときに、横
から見ると図１２のように、液晶層が表示している像
と、配向方向を異ならせた領域が重なって見えるように
することができる。このように、社名や商品の名前、固
定の図形を固定パターンとして表示できるのである。こ
こで、社名等の固定パターンは、液晶層の表示像とは無
関係で、液晶層への入力信号と独立している。
【０１０１】また、図１３に配向方向を異ならせた領域
としてハート型を用いた場合の例を示す。このような画
面の大きな部分を占めるような単一図形を用い、配向膜
を２種類の領域ａ、ｂに区分した場合には、例えば右横
方向から図１３のように見えるとすると、逆の左横方向
からはハート型内に液晶層に表示された図形が見え、ハ
ート型の外が黒く見える。この例では、ハート型を例示
したが、任意のパターンを固定バターンとして形成する
ことができる。
【０１０２】画面に対して大きな単一パターンを用いる
と、固定パターンがメッセージとして有効に働くが、表
示内容を横から覗き込みにくくするという効果は薄れ
る。逆に、細かいパターンを用いれば、覗き込みを防止
するには有効だが、メッセージとしての伝達力が薄れ
る。しかし、覗き込み防止とメッセージの伝達との効果
は並存している。固定パターンは任意にデザインできる
ので、この効果のバランスに配慮して固定パターンを作
成することができる。
【０１０３】固定パターンは、配向方向を変える領域を
デザインすればよいので、通常の液晶表示装置の製造プ
ロセスに大きな変更は不要である。また、配向方向を異
ならせる領域を形成するためのパターンは容易に形成で
き、通常の製造プロセスに比べて大きな時間的ロスはな
い。 （第６の実施形態）次に第６の実施形態を説明する。
【０１０４】本実施形態においても、第１の実施形態に
用いた液晶表示装置を用いることができるが、第２の実
施形態以下に説明した液晶表示装置や、その他のカラー
表示可能な液晶表示装置に適用可能である。
【０１０５】カラー表示する液晶表示装置の例として
は、図１４のように赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を表
示する画素が配列されている。このＲＧＢの配置の仕方
は必ずしも図１４のものには限られない。
【０１０６】ここで、第１の実施形態と同様にして、配
向膜を領域ａ、領域ｂに区画する。区画領域は、複数の
画素を含み、領域として目で見ることが可能であるよう
に区画しなければならない。例えば、図２のように領域
ａ、ｂのように区画するとすれば、この領域ａ、ｂはそ
れぞれ複数の画素を含む大きさである。従って、領域ａ
内に、図１４に示されるようなＲＧＢ画素が複数含まれ
ていることに注意する必要がある。また、領域ｂについ
ても同様である。
【０１０７】以下、領域ａに注目して説明するが、領域
ｂについても同様である。
【０１０８】例えば、領域ａ内の画素Ｒの配向方向だけ
を、画素Ｇ、画素Ｂの配向方向と異ならせる。配向方向
は、例えば、図１５に示すように、画素Ｒのラビング方
向と画素Ｇ、画素Ｂのラビング方向を逆にすればよい。
【０１０９】このように構成すると、例えば方向Ｄから
画面を見ると、領域ａの部分を青緑色に、逆横方向から
見ると、領域ａの部分を赤色に見えるようにすることが
できる。即ち、領域ａの特定の色の画素のみ選択的に配
向方向を変えることによって、横方向から見たときに色
がついて見えるようにできるのである。
【０１１０】上述のように、領域ａに着色することがで
きれば、第５の実施形態と同様にして、所望のパターン
を形成すれば、横から見たときに、着色された固定画像
を見せるようにすることができるのである。
【０１１１】所望の色味は、領域ａ内の画素ＲＧＢの選
択の仕方により表現可能である。例えば、配向方向の異
なる領域を画素単位で形成する場合は、特定の固定パタ
ーンを一方向から見た場合８色の色表示が可能となる。
しかし、配向方向の異なる領域を画素単位とせず、１画
素を任意の割合で分割することが可能である。このよう
にすることにより、任意の階調、また任意の色調を示す
固定パターンを表示することができる。このため、写真
のような固定パターンを表示することも可能となる。
【０１１２】本実施例によれば、所望の固定パターンに
着色することが可能である。
【０１１３】以上の実施形態においては、領域ａ、ｂを
形成する方法として、ラビング領域以外を物理的に遮蔽
するマスクラビング法を用いる例を説明した。配向方向
の異なる複数の領域を形成する方法としては、この他に
も、ラビング後配向膜の一部に、光を照射してプレチル
ト角を変えることで視野角依存性の異なる部分を形成す
る方法がある。
【０１１４】この光を照射してプレチルト角を変える方
法を図１６と図１７を用いて説明する。
【０１１５】まず、ガラス基板１２１上にポリイミド膜
を形成し、図１６に示すように、全面を所定の配向方向
（例えば矢印方向）となるようラビングする。
【０１１６】一方、図１７に示すようなパターンを有す
るホトマスク１３１を準備する。
【０１１７】このホトマスク１３１を介して、約１０Ｊ
／ｃｍ2の高圧水銀ランプからの可視紫外光をガラス基
板１２１に照射する。この紫外線照射により、紫外線が
照射された領域ではプレチルト角が減少する。
【０１１８】次に、このガラス基板１２１と対向する基
板上にも同様にポリイミド膜を形成し、ラビング処理を
行なう。この対向する基板には、図１７のホトマスク１
３１の開口部を遮蔽し、遮蔽部を開口した、逆パターン
を有するホトマスクを介して同様に紫外線照射を行な
う。これら２枚の基板の紫外線照射部と非照射部が互い
に向かい合うように配置する。
【０１１９】以上のようにして形成した基板間に、ネマ
ティック液晶材料を注入し、液晶表示装置を作成する。
【０１２０】ここで、ラビング処理のみを行なった領域
について、右捩じれの構造が安定な場合は、左捩じれの
液晶を用いる。また、逆に、ラビング処理のみを行なっ
た領域について、左捩じれの構造が安定な場合には、右
捩じれの液晶を注入する。すると、視野角依存性の強い
方向の異なる２つの領域を形成することが出来る。
【０１２１】例えば、複数の配向方向を有する領域を形
成する際、配向方向の種類は、２種類以上であれば良
い。２種類の配向方向を有すれば、意図した方向以外の
方向からは認識し難くなる。
【０１２２】上述の実施形態においては、例えば、図８
の方向１から見た場合に黒く見える領域と、方向５から
見た場合に黒く見える領域とが相補的に配置された例を
説明したが、必ずしも相補的である必要はない。即ち、
方向１からみた場合に黒く見える領域、方向５から見た
場合に黒く見える領域、方向１、方向５の両方からは通
常の画像が見える領域を画面上に配置することも可能で
ある。
【０１２３】また、配向方向の異なる領域の形、大きさ
なども、用途、デザイン等から適宜選定することができ
る。例えば、領域として平行四辺形、三角形などの多角
形、円形、楕円形等任意である。領域の大きさも、用途
などにより変える事ができる。
【０１２４】例えば、液晶層が表示している画像を正面
以外の方向から視認しにくくするというためには、小さ
な模様を配するのが好ましく、上記領域を内包する最小
の長方形（正方形を含む）を考え、この長方形の長辺が
約０．１ｍｍ以上約１ｃｍ以下とすると、正面以外の方
向から視認しにくくなる。更に、好ましくは長方形の長
辺が約０．５ｍｍ以上約５ｍｍ以下であればよい。
【０１２５】また、液晶表示装置の偏光板の置き方は、
電圧無印加時に黒表示となるように配置する方法と、白
表示となるように配置する方法がある。
【０１２６】本発明における狭視野角化によれば、液晶
層の飽和電圧以下で駆動するのが好ましいので、電圧無
印加時に黒表示に設定したほうが良い。すると、十分な
黒表示を行なう事が出来、画質の良い液晶表示装置とな
る。ただし、電圧無印加時に白表示を行う液晶表示素子
においても、白表示を行う際、液晶の飽和電圧の０．５
％〜７０％、好ましくは５％−２０％のバイアス電圧を
全画素に掛けることにより同様の効果を得ることができ
る。
【０１２７】以上の実施例では、平板の基板に液晶が挟
持される例を説明したが、下側の基板上に配向膜、液晶
層、配向膜、保護膜と積層した単一基板タイプの液晶表
示装置であっても可能である。
【０１２８】さらに、本発明の液晶表示装置は、液晶層
を２層とすることも可能である。ここでは、使用者から
遠い側の液晶層を下液晶層、近い側を上液晶層と呼ぶ。
この下液晶層を通常の表示を行なう層とする。また、上
液晶層は、複数の配向方向が異なる領域を有し、隣接す
る領域の配向方向を異なるように配置しておく。する
と、上液晶層は、正面以外から見た際に所定の図形の表
示を行なう層となる。
【０１２９】この、上液晶層を中間表示状態としておく
と、正面からは下液晶層に表示された画像を見ることが
できるが、正面以外の方向から表示を見ると、上液晶層
の図形に遮られ、下液晶層の画像を見ることが困難にな
る。
【０１３０】また、上液晶層に電場を印加し、上液晶層
の液晶分子を立たせることで、表示は均一となり、正面
以外の方向から見た場合でも、下液晶層の表示を見るこ
とが可能になる。つまり、正面以外の方向から、下液晶
層の表示が見える、又は見えないようにスイッチングを
行なうことが可能となる。
【０１３１】上述の液晶表示装置は、携帯電話、移動体
端末、ラップトップコンピュータ等に組み込むことが可
能である。例えば、図１８に示すような携帯電話１９０
１に液晶画面１９０２が設けられている場合、この液晶
画面１９０２に上記実施形態の液晶表示装置を組み込む
ことができる。また、図１９に示すような移動体端末２
００１に液晶画面２００２が設けられている場合にも組
み込むことが可能である。
【０１３２】これらのような端末に応用することで、横
方向からの覗き込みを防止したり、製品のロゴ等を横方
向に表示したりすることが可能になる。
【０１３３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の液晶表示
装置によれば、液晶表示装置の正面以外の方向からは、
表示画面とは無関係な固定パターンが見えるため、正面
方向以外から表示内容を認識することを困難にする事が
出来る。従って、いわゆる覗き込みにより、他人から表
示内容が盗み見られる事を防止することが可能になる。
また、この固定パターンに図や商品名等を表示させるこ
とが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の断
面図である。
【図２】 本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の液
晶の配向方向の異なる領域ａと領域ｂの分布を説明する
平面図である。
【図３】 領域ａと領域ｂの配向方向を説明する図であ
る。ここで、実線矢印は下側基板のラビング方向、点線
矢印は上側基板のラビング方向を示す。
【図４】 液晶表示装置の配向方向を説明する図であ
る。ここで、方向Ｄは正面より左横方向から液晶表示装
置を見る場合を示す。
【図５】 図５（ａ）は、領域ａについて、液晶の表示
する像を見ることができる方向（可視領域）５１と像を
みることができない方向（不可視領域）５２を示す概念
図である。また、図５（ｂ）は領域ｂについて、液晶の
表示する像の可視領域５３と不可視領域５４を示す概念
図である。不可視領域５２、５４から液晶をみると、黒
く見える。
【図６】 第１の実施形態の液晶表示装置に図を表示
し、正面から見た場合の例である。
【図７】 図６の像を表示した液晶表示装置を図４の方
向Ｄから見たときの液晶表示装置である。斜め横方向か
ら見ると、領域ａまたは領域ｂのどちらか一方が黒く見
えて、表示されている像が見え難くなる。
【図８】 視野角が見る方向によってことなることを測
定するときに用いる方向を説明する図である。測定で
は、１〜８までの８方向から視野角を測定した。
【図９】 第１〜第４の実施形態の液晶表示装置の視野
角依存性を測定した結果である。
【図１０】 図１０（ａ）は、本発明の第２の実施形態
の液晶表示装置の液晶の配向方向の異なる領域を説明す
る平面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）におけ
る領域ａ、領域ｂにおけるラビング方向を示す図であ
る。
【図１１】 比較例の液晶表示装置の液晶のラビング方
向を説明する平面図である。
【図１２】 図６に例示した表示に、横から見たとき
に、社名、商品名等のロゴが重なって表示されることを
説明する図である。
【図１３】 図６に例示した表示に、横から見たとき
に、図形が重なって表示されることを説明する図であ
る。
【図１４】 領域ａ内にカラー液晶表示装置の赤、緑、
青の画素が配置されていることを説明する図である。
【図１５】 画素Ｒ、画素Ｇ、画素Ｂについて、配向方
向を変えることを説明するための図である。
【図１６】 基板上の配向膜に均一なラビングを施した
状態を説明する図である。
【図１７】 配向膜の状態を光で変化させるときに使用
するホトマスクの例を示す図である。
【図１８】 本実施形態に係る液晶表示装置を携帯電話
に応用した例である。
【図１９】 本実施形態に係る液晶表示装置を移動体端
末に応用した例である。

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】液晶層と、前記液晶層を挟む配向膜とを具
    備し、前記配向膜が複数の全画素を含有する領域に区画
    され、隣接する前記領域の配向方向が異なる事を特徴と
    する液晶表示装置。
  2. 【請求項２】前記領域は文字であることを特徴とする請
    求項１記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】前記領域は目視図形であることを特徴とす
    る請求項１記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項４】前記領域を内包する最小長方形の長辺が、
    ０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の
    液晶表示装置。
  5. 【請求項５】前記領域が正方形であることを特徴とする
    請求項３記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項６】前記液晶層を駆動する駆動電圧の最大値
    を、前記液晶層の飽和電圧未満とする事を特徴とする請
    求項１記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項７】前記液晶層を駆動する駆動電圧の最大値
    を、前記液晶層の飽和電圧の０．５％以上７０％以下と
    することを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
  8. 【請求項８】前記領域内の配向方向は同一であることを
    特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
  9. 【請求項９】前記領域内において、同一色画素は同一の
    配向方向を有することを特徴とする請求項1記載の液晶
    表示装置。
  10. 【請求項１０】液晶層と、前記液晶層を挟む配向膜とを
    具備し、前記配向膜が配向方向の異なる複数の領域に区
    画され、且つ少なくともひとつの画素内における前記領
    域の面積比が、他の画素内における前記領域の面積比と
    異なる事を特徴とする液晶表示装置。
  11. 【請求項１１】前記領域は文字であることを特徴とする
    請求項１０記載の液晶表示装置。
  12. 【請求項１２】前記領域は目視図形であることを特徴と
    する請求項１０記載の液晶表示装置。
  13. 【請求項１３】液晶層と、前記液晶層を挟む配向膜と、
    前記液晶層を駆動する駆動手段とを具備し、前記液晶層
    の正面へは前記駆動手段による画像を表示し、前記正面
    以外へは前記駆動手段とは独立な固定画像を表示するこ
    とを特徴とする液晶表示装置。
  14. 【請求項１４】前記配向膜は、配向方向の異なる領域を
    複数有することを特徴とする請求項１３記載の液晶表示
    装置。
  15. 【請求項１５】前記固定画像は文字であることを特徴と
    する請求項１３記載の液晶表示装置。
  16. 【請求項１６】前記固定画像は目視図形であることを特
    徴とする請求項１３記載の液晶表示装置。
  17. 【請求項１７】前記固定画像は色を有することを特徴と
    する請求項１３記載の液晶表示装置。
  18. 【請求項１８】液晶層と、前記液晶層を挟む配向膜と、
    前記液晶層を駆動する駆動手段とを具備し、前記液晶層
    の法線方向へは前記駆動手段による画像を表示し、前記
    法線方向以外の所定方向へは前記駆動手段とは独立な固
    定画像を表示することを特徴とする液晶表示装置。
  19. 【請求項１９】入力信号に基づく画像表示を行なう第1
    液晶層と、第２液晶層と、前記第2液晶層を挟持する配
    向膜とを具備し、前記配向膜を目視可能な図形を含む複
    数の領域に区画し、隣接する前記領域の配向方向が異な
    る事を特徴とする液晶表示装置。
  20. 【請求項２０】液晶層と、前記液晶層を挟持する基板
    と、前記液晶層を駆動する駆動手段とを具備し、前記液
    晶層の正面へは前記駆動手段による画像を表示し、前記
    正面以外へは前記駆動手段とは独立な固定画像を表示す
    ることを特徴とする液晶表示装置。
  21. 【請求項２１】液晶層と、前記液晶層を挟む配向膜と、
    前記液晶層を駆動する駆動手段とを具備し、前記液晶層
    の正面へは前記駆動手段による画像を表示し、前記正面
    以外へは前記駆動手段とは独立な固定画像を表示する液
    晶画面を有することを特徴とする端末装置。
  22. 【請求項２２】液晶層と、前記液晶層を挟む配向膜と、
    前記液晶層を駆動する駆動手段とを具備し、前記液晶層
    の正面へは前記駆動手段による画像を表示し、前記正面
    以外へは前記駆動手段とは独立な固定画像を表示する液
    晶画面を有することを特徴とする携帯端末装置。
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