JP2004264869A - 端末装置及び携帯端末装置 - Google Patents

Abstract

【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。
【選択図】 図７

Description

本発明は、端末装置及び携帯端末装置に関する。

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。

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。

視野角を広げる方法として、ＵＳＰ５，６６６，１７８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。

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。

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。

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。

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１０−９７１９９その他）などが開示されている。
米国特許第５，６６６，１７８号明細書 米国特許第５，６５２，６３４号明細書 特開平９−５７６６号公報 特開昭６１−５１１２４号公報 特開昭６１−５１１２５号公報 特開平１１−１７４４８９号公報 特開平１１−７０４５号公報 特開平９−１０５９５８号公報 特開平１１−８４３５７号公報 特開平１０−９７１９９号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

前記領域が正方形であってもよい。

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。

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。

前記領域内の配向方向は同一とすることができる。

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。

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。

前記領域は文字であってもよい。

前記領域は目視図形であっても良い。

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。

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。

前記固定画像は文字であってもよい。

前記固定画像は目視図形であってもよい。

前記固定画像は色を有するようにすることができる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（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。

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。

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ＬＩＸＯＮ５０１０を用いることができる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１０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。

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。

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。

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。

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（２７０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。

ストライプ状のＩＴＯ電極は、幅約２００μｍ、電極間の距離は約２０μｍとする。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本実施例の場合、上下方向、即ち、方向３、方向７においては、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。

次に比較例を示す。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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装置を用いることも可能である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１３１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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１９０１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２００１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。

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。

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。 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。 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。 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（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。 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。 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。 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（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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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 (14)

1. 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有し、
   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も表示する液晶表示装置を具備することを特徴とする端末装置。
2. 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有し、
   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も表示する液晶表示装置を具備することを特徴とする端末装置。
3. 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有し、
   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も表示する液晶表示装置を具備することを特徴とする端末装置。
4. 第１液晶層と、前記第１液晶層を駆動する駆動手段と、前記第１液晶層上の第２液晶層とを有し、前記第１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も表示する液晶表示装置を具備することを特徴とする端末装置。
5. さらに、前記第２液晶層に電場を印加する印加手段を備えることを特徴とする請求項４記載の端末装置。
6. 前記固定画像の表示または非表示を切り替えることを特徴とする請求項５記載の端末装置。
7. 前記固定画像は文字であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の端末装置。
8. 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１乃至請求項４のいずれかに記載の端末装置。
9. 前記固定画像は色を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の端末装置。
10. 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有し、
    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も表示する液晶画面を具備することを特徴とする携帯端末装置。
11. 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有し、
    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も表示する液晶表示装置を具備することを特徴とする携帯端末装置。
12. 前記固定画像は文字であることを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の携帯端末装置。
13. 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１０または請求項１１記載の携帯端末装置。
14. 前記固定画像は色を有することを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の携帯端末装置。

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