JP2019174529A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示画像の視認性を向上することが可能な表示装置を提供する。【解決手段】第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された第１液晶層と、を備えた第１表示パネルと、第３基板と、前記第３基板と対向する第４基板と、前記第３基板と前記第４基板との間に保持された第２液晶層と、を備えた第２表示パネルと、前記第２基板と前記第３基板との間に位置し、直線偏光を吸収する吸収軸を有する偏光板と、前記第１表示パネルの第１端部及び前記第２表示パネルの第２端部とそれぞれ対向した光源ユニットと、を備え、前記第１液晶層及び前記第２液晶層の各々は、筋状のポリマーと、液晶分子と、を含む、表示装置。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

近年、様々な形態の表示装置が提案されている。一例では、調光層を備えた透過性素子に、ハーフミラー層が積層され、シースルー機能及びミラー機能を備えた半透過性透過率可変素子が開示されている。
また、他の例では、所謂、透明ディスプレイ装置が開示されている。透明ディスプレイ装置において、一方の表示面に文字等の画像を表示した際には、反対側の表示面では画像が鏡像となって視認されてしまう。そこで、２つの透過型両面発光パネルの間に、ＴＮ（ツイステッドネマティック）液晶装置である透過率変更部が配置された透明ディスプレイ装置が提案されている。

特開２００３−１４９６８６号公報 特開２０１３−４１０９８号公報

本実施形態の目的は、表示画像の視認性を向上することが可能な表示装置を提供することにある。

本実施形態によれば、
第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された第１液晶層と、を備えた第１表示パネルと、第３基板と、前記第３基板と対向する第４基板と、前記第３基板と前記第４基板との間に保持された第２液晶層と、を備えた第２表示パネルと、前記第２基板と前記第３基板との間に位置し、直線偏光を吸収する吸収軸を有する偏光板と、前記第１表示パネルの第１端部及び前記第２表示パネルの第２端部とそれぞれ対向した光源ユニットと、を備え、前記第１液晶層及び前記第２液晶層の各々は、筋状のポリマーと、液晶分子と、を含む、表示装置が提供される。
本実施形態によれば、
第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された第１液晶層と、を備えた第１表示パネルと、第３基板と、前記第３基板と対向する第４基板と、前記第３基板と前記第４基板との間に保持された第２液晶層と、を備えた第２表示パネルと、前記第２基板と前記第３基板との間に位置し、直線偏光を吸収する吸収軸を有する偏光板と、前記第１表示パネルの第１端部及び前記第２表示パネルの第２端部とそれぞれ対向した光源ユニットと、を備え、前記第１表示パネルは、前記光源ユニットからの照明光を前記第１基板及び前記第２基板から第１表示光として出射し、前記第２表示パネルは、前記光源ユニットからの照明光を前記第３基板及び前記第４基板から第２表示光として出射し、前記第１表示光及び前記第２表示光は、直線偏光であり、前記第１表示光及び前記第２表示光の少なくとも一方は、前記吸収軸と平行な振動面を有する、表示装置が提供される。
本実施形態によれば、
第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された第１液晶層と、を備えた第１表示パネルと、第３基板と、前記第３基板と対向する第４基板と、前記第３基板と前記第４基板との間に保持された第２液晶層と、を備えた第２表示パネルと、前記第１表示パネルと前記第２表示パネルとの間に位置する透過率制御素子と、前記第１表示パネルの第１端部及び前記第２表示パネルの第２端部とそれぞれ対向した光源ユニットと、を備え、前記透過率制御素子は、直線偏光を吸収する吸収モードと、前記直線偏光を透過する透過モードと、を有している、表示装置が提供される。

図１は、本実施形態における表示装置ＤＳＰの一構成例を示す斜視図である。 図２は、図１に示した第１表示パネルＰＮＬ１の構成例を示す平面図である。 図３は、図２に示した第１表示パネルＰＮＬ１の断面図である。 図４は、図３に示した第１表示パネルＰＮＬ１を示す拡大断面図である。 図５は、オフ状態の第１液晶層ＬＣ１を模式的に示す図である。 図６は、オン状態の第１液晶層ＬＣ１を模式的に示す図である。 図７は、第１液晶層ＬＣ１がオフ状態である場合の第１表示パネルＰＮＬ１を示す断面図である。 図８は、第１液晶層ＬＣ１がオン状態である領域を含む場合の第１表示パネルＰＮＬ１を示す断面図である。 図９Ａは、本実施形態の表示装置ＤＳＰの一構成例を示す断面図である。 図９Ｂは、本実施形態の表示装置ＤＳＰの他の構成例を示す断面図である。 図９Ｃは、本実施形態の表示装置ＤＳＰの他の構成例を示す断面図である。 図１０は、図９Ａに示した表示装置ＤＳＰにおける表示モードを説明するための図である。 図１１は、ユーザＵ２によって視認される第２表示パネルＰＮＬ２の表示画像Ｉ２０の一例を示す図である。 図１２は、ユーザＵ１によって視認される第１表示パネルＰＮＬ１の表示画像Ｉ１０の一例を示す図である。 図１３は、本実施形態における表示装置ＤＳＰの他の構成例を示す斜視図である。 図１４は、本実施形態における表示装置ＤＳＰの他の構成例を示す斜視図である。 図１５は、図１４に示した本実施形態における表示装置ＤＳＰを示す断面図である。 図１６は、図１５に示した表示装置ＤＳＰにおける表示モードを説明するための図である。 図１７は、本実施形態における表示装置ＤＳＰの他の構成例を示す斜視図である。 図１８は、図１７に示した本実施形態における表示装置ＤＳＰを示す断面図である。 図１９は、図１８に示した表示装置ＤＳＰにおける表示モードを説明するための図である。 図２０は、本実施形態における表示装置ＤＳＰの他の構成例を示す斜視図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

図１は、本実施形態における表示装置ＤＳＰの一構成例を示す斜視図である。図中において、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚは、互いに直交しているが、互いに９０度以外の角度で交差していてもよい。本明細書において、第３方向Ｚを示す矢印の先端側の位置を「上」と称し、矢印の先端とは逆側の位置を「下」と称する場合がある。「第１部材の上の第２部材」及び「第１部材の下の第２部材」とした場合、第２部材は、第１部材に接していてもよいし、第１部材から離間していてもよい。また、第３方向Ｚを示す矢印の先端側に表示装置ＤＳＰを観察する観察位置があるものとし、この観察位置から、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙによって規定されるＸ−Ｙ平面に向かってみることを平面視という。

表示装置ＤＳＰは、第１表示パネルＰＮＬ１と、第２表示パネルＰＮＬ２と、偏光板ＰＬと、第１光源ユニットＬＵ１と、第２光源ユニットＬＵ２と、コントローラＣＮＴと、を備えている。図示した例では、表示装置ＤＳＰはユーザＵ１及びユーザＵ２の間に位置し、ユーザＵ１が第１表示パネルＰＮＬ１を観察し、ユーザＵ２が第２表示パネルＰＮＬ２を観察することを想定している。

第１表示パネルＰＮＬ１、第２表示パネルＰＮＬ２、及び、偏光板ＰＬは、Ｘ−Ｙ平面と平行な平板状に形成されている。第２表示パネルＰＮＬ２は、第１表示パネルＰＮＬ１と対向している。偏光板ＰＬは、第１表示パネルＰＮＬ１と第２表示パネルＰＮＬ２との間に位置している。第１表示パネルＰＮＬ１、偏光板ＰＬ、及び、第２表示パネルＰＮＬ２は、この順に第３方向Ｚに沿って並んでいる。第１光源ユニットＬＵ１は、第１表示パネルＰＮＬ１の第１端部ＰＮＬＥ１と対向している。第２光源ユニットＬＵ２は、第２表示パネルＰＮＬ２の第２端部ＰＮＬＥ２と対向している。第１端部ＰＮＬＥ１及び第２端部ＰＮＬＥ２は、第１方向Ｘに沿って延出している。第１表示パネルＰＮＬ１及び第１光源ユニットＬＵ１は、この順に第２方向Ｙに沿って並んでいる。第２表示パネルＰＮＬ２及び第２光源ユニットＬＵ２は、この順に第２方向Ｙに沿って並んでいる。

第１光源ユニットＬＵ１及び第２光源ユニットＬＵ２は、同様に構成されており、以下では第１光源ユニットＬＵ１について説明する。第１光源ユニットＬＵ１は、例えば、光源として発光素子ＬＳ１を備えている。発光素子ＬＳ１は、例えば発光ダイオードである。複数の発光素子ＬＳ１は、第１方向Ｘに沿って並んでいる。発光素子ＬＳ１からの出射光は、概略第２方向Ｙを示す矢印とは反対向きに進行し、第１端部ＰＮＬＥ１から第１表示パネルＰＮＬ１の内部に入射する。同様に、第２光源ユニットＬＵ２は、複数の発光素子ＬＳ２を備えている。発光素子ＬＳ２からの出射光は、第２端部ＰＮＬＥ２から第２表示パネルＰＮＬ２の内部に入射する。なお、第１光源ユニットＬＵ１及び第２光源ユニットＬＵ２は、１つの光源ユニットによって構成されてもよい。

第１表示パネルＰＮＬ１及び第２表示パネルＰＮＬ２は、いずれも高分子分散液晶を用いた液晶表示パネルである。第１表示パネルＰＮＬ１は、第１主面Ｍ１及び第２主面Ｍ２と、第１液晶層ＬＣ１と、を備えている。第１主面Ｍ１及び第２主面Ｍ２は、例えばＸ−Ｙ平面と平行な面である。第１主面Ｍ１はユーザＵ１と対向し、第２主面Ｍ２は偏光板ＰＬと対向している。第１液晶層ＬＣ１は、第１主面Ｍ１と第２主面Ｍ２との間に位置している。
第２表示パネルＰＮＬ２は、第３主面Ｍ３及び第４主面Ｍ４と、第２液晶層ＬＣ２と、を備えている。第３主面Ｍ３及び第４主面Ｍ４は、例えばＸ−Ｙ平面と平行な面である。第３主面Ｍ３は偏光板ＰＬと対向し、第４主面Ｍ４はユーザＵ２と対向している。第２液晶層ＬＣ２は、第３主面Ｍ３と第４主面Ｍ４との間に位置している。

第１液晶層ＬＣ１及び第２液晶層ＬＣ２は、図１中に拡大して示すように、ポリマー３１と、液晶分子３２と、を含んでいる。一例では、ポリマー３１は、液晶性ポリマーである。ポリマー３１は、第１方向Ｘに沿って延出した筋状に形成されている。第１液晶層ＬＣ１におけるポリマー３１の延出方向ＥＤ１、及び、第２液晶層ＬＣ２におけるポリマー３１の延出方向ＥＤ２は、図中に点線の矢印で示したように、Ｘ−Ｙ平面において互いに平行である。また、図示した例では、延出方向ＥＤ１及びＥＤ２は、第１方向Ｘに平行である。また、第１端部ＰＮＬＥ１は延出方向ＥＤ１に沿って延出し、第２端部ＰＮＬＥ２は延出方向ＥＤ２に沿って延出している。液晶分子３２は、ポリマー３１の隙間に分散され、その長軸がポリマー３１の延出方向である第１方向Ｘに沿うように配向される。ポリマー３１及び液晶分子３２の各々は、光学異方性あるいは屈折率異方性を有している。液晶分子３２は、正の誘電率異方性を有するポジ型の液晶性分子であってもよいし、負の誘電率異方性を有するネガ型の液晶性分子であってもよい。ネガ型の液晶性分子の場合には、画素電極と対向電極間に電圧を印加した際に液晶分子の配向方向を定めるためにプレチルトを形成するか、画素電極または共通電極の少なくともいずれか一方に液晶分子の配向方向を定めるスリットを設ける、あるいは、第１基板または第２基板の液晶層側に突起を設けることが好ましい。ポリマー３１及び液晶分子３２の各々の電界に対する応答性は異なる。ポリマー３１の電界に対する応答性は、液晶分子３２の電界に対する応答性より低い。

第１表示パネルＰＮＬ１は、第１液晶層ＬＣ１において第１光源ユニットＬＵ１からの出射光を透過する透明状態と、第１液晶層ＬＣ１において第１光源ユニットＬＵ１からの出射光を散乱する散乱状態と、を有している。透明状態及び散乱状態の詳細については後述するが、例えば、透明状態は第１液晶層ＬＣ１に電圧を印加しない状態で形成され、散乱状態は第１液晶層ＬＣ１に電圧を印加した状態で形成される。第１表示パネルＰＮＬ１は、散乱状態では、第１光源ユニットＬＵ１からの出射光を散乱し、第１主面Ｍ１及び第２主面Ｍ２から表示光ＤＬ１として出射する。表示光ＤＬ１は、第１方向Ｘに平行な振動面を有する直線偏光である。本明細書において、第１方向Ｘに平行な振動面を有する直線偏光を第１直線偏光と称し、第２方向Ｙに平行な振動面を有する直線偏光を第２直線偏光と称する場合がある。
同様に、第２表示パネルＰＮＬ２は、透明状態及び散乱状態を有している。第２表示パネルＰＮＬ２は、散乱状態では、第２光源ユニットＬＵ２からの出射光を散乱し、第３主面Ｍ３及び第４主面Ｍ４から表示光ＤＬ２として出射する。表示光ＤＬ２は、第１直線偏光である。

偏光板ＰＬは、吸収軸ＡＡを有している。吸収軸ＡＡとは、偏光板ＰＬで吸収される光のＸ−Ｙ平面内の振動方向を示すものである。図示した例では、吸収軸ＡＡは、第１方向Ｘに平行であり、偏光板ＰＬは、第１直線偏光を吸収する。図示しないが、偏光板ＰＬは、Ｘ−Ｙ平面において、吸収軸ＡＡと直交する透過軸を有している。透過軸とは、偏光板ＰＬを透過する光のＸ−Ｙ平面内の振動方向を示すものである。
延出方向ＥＤ１及びＥＤ２は、吸収軸ＡＡと平行である。このため、第１表示パネルＰＮＬ１からの表示光ＤＬ１のうち、第２主面Ｍ２から出射された表示光ＤＬ１のほとんどは偏光板ＰＬで吸収される。同様に、第２表示パネルＰＮＬ２からの表示光ＤＬ２のうち、第３主面Ｍ３から出射された表示光ＤＬ２のほとんどは偏光板ＰＬで吸収される。したがって、第１表示パネルＰＮＬ１からの表示光ＤＬ１は、ユーザＵ１によって視認される一方で、第２表示パネルＰＮＬ２を観察しているユーザＵ２にはほとんど視認されない。また、第２表示パネルＰＮＬ２からの表示光ＤＬ２は、ユーザＵ２によって視認される一方で、第１表示パネルＰＮＬ１を観察しているユーザＵ１にはほとんど視認されない。

コントローラＣＮＴは、第１表示パネルＰＮＬ１、第２表示パネルＰＮＬ２、第１光源ユニットＬＵ１、及び、第２光源ユニットＬＵ２をそれぞれ制御する。

なお、第１表示パネルＰＮＬ１及び第２表示パネルＰＮＬ２は、上記の例に限らず、自身の両面から表示光を出射する表示パネルであればよく、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子や無機ＥＬ素子などを備えた自発光型の表示パネルであってもよい。但し、出射される表示光は、直線偏光であることが望ましい。

次に、第１表示パネルＰＮＬ１の一構成例について説明する。なお、第２表示パネルＰＮＬ２は、第１表示パネルＰＮＬ１と同様に構成されており、ここではその説明を省略する。

図２は、図１に示した第１表示パネルＰＮＬ１の構成例を示す平面図である。第１表示パネルＰＮＬ１は、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２を備えている。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、平面視で重畳している。第１表示パネルＰＮＬ１は、画像を表示する表示領域ＤＡ、及び、表示領域ＤＡを囲む額縁状の非表示領域ＮＤＡを備えている。表示領域ＤＡは、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２が重畳している領域に位置している。第１表示パネルＰＮＬ１は、表示領域ＤＡにおいて、ｎ本の走査線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｎ）、及び、ｍ本の信号線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｍ）を備えている。なお、ｎ及びｍはいずれも正の整数であり、ｎがｍと等しくてもよいし、ｎがｍとは異なっていてもよい。複数の走査線Ｇは、それぞれ第１方向Ｘに延出し、第２方向Ｙに間隔をおいて並んでいる。複数の信号線Ｓは、それぞれ第２方向Ｙに延出し、第１方向Ｘに間隔をおいて並んでいる。
第１基板ＳＵＢ１は、第１方向Ｘに沿って延出した端部Ｅ１１及びＥ１２と、第２方向Ｙに沿って延出した端部Ｅ１３及びＥ１４と、を有している。第２基板ＳＵＢ２は、第１方向Ｘに沿って延出した端部Ｅ２１及びＥ２２と、第２方向Ｙに沿って延出した端部Ｅ２３及びＥ２４と、を有している。図示した例では、平面視で、端部Ｅ１１及びＥ２１、端部Ｅ１３及びＥ２３、及び、端部Ｅ１４及びＥ２４は、それぞれ重畳しているが、重畳していなくてもよい。端部Ｅ２２は、平面視で、端部Ｅ１２と表示領域ＤＡとの間に位置している。第１基板ＳＵＢ１は、端部Ｅ１２と端部Ｅ２２との間に延出部Ｅｘを有している。

配線基板Ｆ１乃至Ｆ３は、それぞれ延出部Ｅｘに接続され、この順に第１方向Ｘに並んでいる。配線基板Ｆ１は、ゲートドライバＧＤ１を備えている。配線基板Ｆ２は、ソースドライバＳＤを備えている。配線基板Ｆ３は、ゲートドライバＧＤ２を備えている。なお、配線基板Ｆ１乃至Ｆ３は、単一の配線基板に置換されてもよい。
複数の信号線Ｓは、非表示領域ＮＤＡに引き出され、ソースドライバＳＤに接続されている。複数の走査線Ｇは、非表示領域ＮＤＡに引き出され、ゲートドライバＧＤ１及びＧＤ２に接続されている。図示した例では、奇数番目の走査線Ｇは、端部Ｅ１４と表示領域ＤＡとの間に引き出され、ゲートドライバＧＤ２に接続されている。また、偶数番目の走査線Ｇは、端部Ｅ１３と表示領域ＤＡとの間に引き出され、ゲートドライバＧＤ１に接続されている。なお、ゲートドライバＧＤ１及びＧＤ２と各走査線Ｇとの接続関係は図示した例に限らない。

図３は、図２に示した第１表示パネルＰＮＬ１の断面図である。ここでは、第２方向Ｙ及び第３方向Ｚによって規定されるＹ−Ｚ平面における第１表示パネルＰＮＬ１の断面において、主要部のみを説明する。第１表示パネルＰＮＬ１は、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持された第１液晶層ＬＣ１を備えている。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、シールＳＬによって接着されている。
第１光源ユニットＬＵ１において、発光素子ＬＳ１は、配線基板Ｆ４に接続されている。図示した例では、発光素子ＬＳ１は、延出部Ｅｘと配線基板Ｆ４との間に位置している。また、発光素子ＬＳ１は、配線基板Ｆ１乃至Ｆ３と第２基板ＳＵＢ２との間に位置している。発光素子ＬＳ１は、端部Ｅ２２と対向する発光部ＥＭ１を有している。発光素子ＬＳ１は、発光部ＥＭ１から端部Ｅ２２に向けて光を出射する。発光部ＥＭ１は、端部Ｅ２２に接触していてもよい。また、発光部ＥＭ１と端部Ｅ２２との間に、空気層、光学素子などが介在していてもよい。端部Ｅ２２は、発光部ＥＭ１からの光が入射する入光部に相当する。また、図示した例では、端部Ｅ２２は、図１に示した第１端部ＰＮＬＥ１に相当する。端部Ｅ２２から入射した光は、後述するように、第２方向Ｙを示す矢印とは逆向きに第１表示パネルＰＮＬ１を伝播する。なお、発光素子ＬＳ１は、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の両方の端部と対向していてもよく、例えば、端部Ｅ１１及びＥ２１と対向していてもよい。

図４は、図３に示した第１表示パネルＰＮＬ１を示す拡大断面図である。第１基板ＳＵＢ１は、透明基板１０、配線１１、絶縁層１２、画素電極１３、及び、配向膜１４を備えている。第２基板ＳＵＢ２は、透明基板２０、共通電極２１、及び、配向膜２２を備えている。透明基板１０及び２０は、ガラス基板やプラスチック基板などの絶縁基板である。透明基板１０において、第１液晶層ＬＣ１とは反対側の面が第１主面Ｍ１に相当する。また、透明基板２０において、第１液晶層ＬＣ１とは反対側の面が第２主面Ｍ２に相当する。配線１１は、モリブデン、タングステン、アルミニウム、チタン、銀などの不透明な金属材料によって形成されている。図示した配線１１は、第１方向Ｘに延出しているが、第２方向Ｙに延出していてもよい。絶縁層１２は、透明な絶縁材料によって形成されている。画素電極１３及び共通電極２１は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料によって形成されている。画素電極１３は、画素ＰＸ毎に配置されている。共通電極２１は、複数の画素ＰＸに亘って配置されている。配向膜１４及び２２は、Ｘ−Ｙ平面に略平行な配向規制力を有する水平配向膜であってもよいし、第３方向Ｚに略平行な配向規制力を有する垂直配向膜であってもよい。
第１液晶層ＬＣ１は、配向膜１４と配向膜２２との間に位置している。一例では、配向膜１４及び２２の配向処理方向は第１方向Ｘに平行であり、配向膜１４及び２２は第１方向Ｘに沿った配向規制力を有している。図１に示したポリマー３１は、例えば、液晶性モノマーが配向膜１４及び２２の配向規制力によって第１方向Ｘに配向した状態で重合されることにより、第１方向Ｘに沿って延びた筋状に形成される。第１液晶層ＬＣ１は、画素電極１３と共通電極２１との間に位置している。

図５は、オフ状態の第１液晶層ＬＣ１を模式的に示す図である。ここでは、第１光源ユニットＬＵ１からの光の進行方向である第２方向Ｙと交差するＸ−Ｚ平面における第１液晶層ＬＣ１の断面を示している。オフ状態とは、第１液晶層ＬＣ１に電圧が印加されていない状態（例えば画素電極１３と共通電極２１との間の電位差がほぼゼロである状態）に相当する。ポリマー３１の光軸Ａｘ１及び液晶分子３２の光軸Ａｘ２は、互いに平行である。図示した例では、光軸Ａｘ１及び光軸Ａｘ２は、いずれも第１方向Ｘに平行である。ポリマー３１及び液晶分子３２は、ほぼ同等の屈折率異方性を有している。つまり、ポリマー３１及び液晶分子３２のそれぞれの常光屈折率は互いにほぼ同等であり、また、ポリマー３１及び液晶分子３２のそれぞれの異常光屈折率は互いにほぼ同等である。このため、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚを含むあらゆる方向において、ポリマー３１と液晶分子３２との間にほとんど屈折率差がない。

図６は、オン状態の第１液晶層ＬＣ１を模式的に示す図である。オン状態とは、第１液晶層ＬＣ１に電圧が印加された状態（例えば画素電極１３と共通電極２１との間の電位差がしきい値以上である状態）に相当する。上記の通り、ポリマー３１の電界に対する応答性は、液晶分子３２の電界に対する応答性より低い。一例では、ポリマー３１の配向方向（図１に示した延出方向ＥＤ１）は、電界の有無にかかわらずほとんど変化しない。一方、液晶分子３２の配向方向は、第１液晶層ＬＣ１にしきい値以上の高い電圧が印加された状態では、電界に応じて変化する。つまり、図示したように、光軸Ａｘ１は第１方向Ｘとほとんど平行であるのに対して、光軸Ａｘ２は第１方向Ｘに対して傾斜している。液晶分子３２がポジ型液晶性分子である場合には、液晶分子３２は、その長軸が電界に沿うように配向する。画素電極１３と共通電極２１との間の電界は、第３方向Ｚに沿って形成される。このため、液晶分子３２は、その長軸あるいは光軸Ａｘ２が第３方向Ｚに沿うように配向する。つまり、光軸Ａｘ１及びＡｘ２は、互いに交差する。したがって、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚを含むあらゆる方向において、ポリマー３１と液晶分子３２との間に大きな屈折率差が生ずる。

図７は、第１液晶層ＬＣ１がオフ状態である場合の第１表示パネルＰＮＬ１を示す断面図である。発光素子ＬＳ１から照射された光Ｌ１１は、端部Ｅ２２から第１表示パネルＰＮＬ１に入射し、透明基板２０、第１液晶層ＬＣ１、透明基板１０などを伝播する。第１液晶層ＬＣ１がオフ状態である場合、光Ｌ１１は、第１液晶層ＬＣ１でほとんど散乱されず透過する。光Ｌ１１は、透明基板１０の下面である第１主面Ｍ１、及び、透明基板２０の上面である第２主面Ｍ２からほとんど漏れ出すことなく、第１表示パネルＰＮＬ１を伝播する。つまり、第１液晶層ＬＣ１は、透明状態である。

図８は、第１液晶層ＬＣ１がオン状態である領域を含む場合の第１表示パネルＰＮＬ１を示す断面図である。発光素子ＬＳ１から照射された光Ｌ２１は、端部Ｅ２２から第１表示パネルＰＮＬ１に入射し、透明基板２０、第１液晶層ＬＣ１、透明基板１０などを伝播する。図示した例では、画素電極１３Ａと重畳する第１液晶層ＬＣ１はオフ状態であり、画素電極１３Ｂと重畳する第１液晶層ＬＣ１はオン状態である。このため、光Ｌ２１は、第１液晶層ＬＣ１のうち画素電極１３Ａと重畳する領域でほとんど散乱されず透過し、画素電極１３Ｂと重畳する領域で散乱される。光Ｌ２１のうち、一部の散乱光Ｌ２１１は第１主面Ｍ１を透過し、一部の散乱光Ｌ２１２は第２主面Ｍ２を透過し、他の散乱光は第１表示パネルＰＮＬ１を伝播する。これらの散乱光Ｌ２１１及びＬ２１２は、図１に示した第１表示パネルＰＮＬ１からの表示光ＤＬ１に相当し、第１表示パネルＰＮＬ１の表示画像を形成する。

次に、より具体的な構成例について説明する。

図９Ａは、本実施形態の表示装置ＤＳＰの一構成例を示す断面図である。上記の通り、第２表示パネルＰＮＬ２は、第１表示パネルＰＮＬ１と同様に構成されている。第２表示パネルＰＮＬ２は、第３基板ＳＵＢ３と、第４基板ＳＵＢ４と、第２液晶層ＬＣ２と、を備えている。第４基板ＳＵＢ４は、第３基板ＳＵＢ３と対向している。第２液晶層ＬＣ２は、第３基板ＳＵＢ３と第４基板ＳＵＢ４との間に保持されている。第３基板ＳＵＢ３は第１基板ＳＵＢ１と同様に構成され、第４基板ＳＵＢ４は第２基板ＳＵＢ２と同様に構成されている。第３基板ＳＵＢ３の透明基板３０は第２液晶層ＬＣ２とは反対側に第３主面Ｍ３を有し、第４基板ＳＵＢ４の透明基板４０は第２液晶層ＬＣ２とは反対側に第４主面Ｍ４を有している。
第２光源ユニットＬＵ２において、発光素子ＬＳ２は、第４基板ＳＵＢ４の端部Ｅ４２と対向する発光部ＥＭ２を有している。発光素子ＬＳ２は、発光部ＥＭ２から端部Ｅ４２に向けて光を出射する。

偏光板ＰＬは、第２主面Ｍ２及び第３主面Ｍ３との間に位置している。図示した例では、偏光板ＰＬは、第２基板ＳＵＢ２と第３基板ＳＵＢ３に接している。換言すると、第２基板ＳＵＢ２と第３基板ＳＵＢ３との間には、１つの偏光板ＰＬが存在する。一例では、偏光板ＰＬは、第２主面Ｍ２及び第３主面Ｍ３にそれぞれ接着されている。また、第１主面Ｍ１及び第４主面Ｍ４には、偏光板が存在しない。

コントローラＣＮＴは、第１表示パネルＰＮＬ１、第１光源ユニットＬＵ１、第２表示パネルＰＮＬ２、及び、第２光源ユニットＬＵ２をそれぞれ制御する。例えば、コントローラＣＮＴは、第１映像信号を含む第１制御信号を第１表示パネルＰＮＬ１に供給する。また、コントローラＣＮＴは、第１制御信号を第１表示パネルＰＮＬ１に供給するのに同期して、第１光源制御信号を第１光源ユニットＬＵ１に供給する。一方で、コントローラＣＮＴは、第２映像信号を含む第２制御信号を第２表示パネルＰＮＬ２に供給する。また、コントローラＣＮＴは、第２光源制御信号を第２光源ユニットＬＵ２に供給する。第２映像信号は、例えば第１映像信号とは異なる信号である。これにより、第１表示パネルＰＮＬ１には、第１映像信号に基づいた表示画像が表示され、また、第２表示パネルＰＮＬ２には、第２映像信号に基づいた表示画像が表示される。

図９Ｂは、本実施形態の表示装置ＤＳＰの他の構成例を示す断面図である。図９Ｂに示した構成例は、図９Ａに示した構成例と比較して、第４基板ＳＵＢ４が偏光板ＰＬと第２液晶層ＬＣ２との間に位置している点で相違している。偏光板ＰＬは、第２基板ＳＵＢ２と第４基板ＳＵＢ４との間に位置し、図示した例では、第２主面Ｍ２及び第４主面Ｍ４に接している。
第１光源ユニットＬＵ１及び第２光源ユニットＬＵ２は、第１基板ＳＵＢ１と第３基板ＳＵＢ３との間で、第３方向Ｚに隣接している。なお、第１光源ユニットＬＵ１及び第２光源ユニットＬＵ２は単一化されてもよく、１つの発光素子ＬＳが端部Ｅ２２及び端部Ｅ４２のそれぞれと対向していていもよい。

図９Ｃは、本実施形態の表示装置ＤＳＰの他の構成例を示す断面図である。図９Ｃに示した構成例は、図９Ａに示した構成例と比較して、第１光源ユニットＬＵ１が第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２と対向し、第２光源ユニットＬＵ２が第３基板ＳＵＢ３及び第４基板ＳＵＢ４と対向している点で相違している。図示した例では、発光素子ＬＳ１は、端部Ｅ１１及び端部Ｅ２１と対向している。また、発光素子ＬＳ２は、端部Ｅ３１及び端部Ｅ４１と対向している。なお、第１光源ユニットＬＵ１及び第２光源ユニットＬＵ２は単一化されてもよく、１つの発光素子ＬＳが端部Ｅ１１、端部Ｅ２１、端部Ｅ３１、及び、端部Ｅ４１のそれぞれと対向していていもよい。

図１０は、図９Ａに示した表示装置ＤＳＰにおける表示モードを説明するための図である。第１液晶層ＬＣ１及び第２液晶層ＬＣ２の各々は、図中に点線で示したオフ状態のオフ領域３０Ａと、オン状態のオン領域３０Ｂと、を有している。オフ領域３０Ａでは、図５を参照して説明した通り、ポリマー３１の光軸Ａｘ１及び液晶分子３２の光軸Ａｘ２は第１方向Ｘに平行である。オン領域３０Ｂでは、図６を参照して説明した通り、ポリマー３１の光軸Ａｘ１は第１方向Ｘに平行であり、液晶分子３２の光軸Ａｘ２は第３方向Ｚに平行である。
図示した例では、第１液晶層ＬＣ１のオン領域３０Ｂは第２液晶層ＬＣ２のオフ領域３０Ａと対向し、第２液晶層ＬＣ２のオン領域３０Ｂは第１液晶層ＬＣ１のオフ領域３０Ａと対向している。なお、第１液晶層ＬＣ１のオン領域３０Ｂと第２液晶層ＬＣ２のオン領域３０Ｂとが対向していてもよい。つまり、第３方向Ｚに重畳した第１表示パネルＰＮＬ１及び第２表示パネルＰＮＬ２において、一方のオン領域３０Ｂは他方のオフ領域３０Ａと重畳していてもよいし、一方のオン領域３０Ｂは他方のオン領域３０Ｂと重畳していてもよい。

発光素子ＬＳ１及び第１表示パネルＰＮＬ１は、コントローラＣＮＴによって制御される。第１表示パネルＰＮＬ１は、コントローラＣＮＴからの第１映像信号に基づいて制御され、オフ領域３０Ａにおいて発光素子ＬＳ１からの光を透過し、オン領域３０Ｂにおいて発光素子ＬＳ１からの光を散乱する。オン領域３０Ｂにおける散乱光は、第１直線偏光であり、第１主面Ｍ１及び第２主面Ｍ２から出射される。第１主面Ｍ１からの出射光は、第１表示パネルＰＮＬ１の表示画像を形成し、表示光ＤＬ１としてユーザＵ１によって視認される。一方、第２主面Ｍ２からの出射光は、偏光板ＰＬによって吸収され、第２表示パネルＰＮＬ２をほとんど透過しない。つまり、第１表示パネルＰＮＬ１の表示画像は、ユーザＵ２にはほとんど視認されない。

同様に、第２表示パネルＰＮＬ２は、コントローラＣＮＴからの第２映像信号に基づいて制御され、オフ領域３０Ａにおいて発光素子ＬＳ２からの光を透過し、オン領域３０Ｂにおいて発光素子ＬＳ２からの光を散乱する。オン領域３０Ｂにおける散乱光は、第１直線偏光であり、第３主面Ｍ３及び第４主面Ｍ４から出射される。第４主面Ｍ４からの出射光は、第２表示パネルＰＮＬ２の表示画像を形成し、表示光ＤＬ２としてユーザＵ２によって視認される。一方、第３主面Ｍ３からの出射光は、偏光板ＰＬによって吸収され、第１表示パネルＰＮＬ１をほとんど透過しない。つまり、第２表示パネルＰＮＬ２の表示画像は、ユーザＵ１にはほとんど視認されない。

ところで、第１表示パネルＰＮＬ１のオフ領域３０Ａと第２表示パネルＰＮＬ２のオフ領域３０Ａとが第３方向Ｚに重畳する領域Ａ１に着目する。
第１主面Ｍ１から第１表示パネルＰＮＬ１に入射した自然光Ｌ３１は、第１表示パネルＰＮＬ１でほとんど散乱も吸収もされることなく第２主面Ｍ２を透過する。第１表示パネルＰＮＬ１を透過した自然光Ｌ３１は、偏光板ＰＬにおいて、吸収軸ＡＡと平行な振動成分が吸収される。このため、自然光Ｌ３１について、偏光板ＰＬの透過率は約５０％である。偏光板ＰＬ１を透過した自然光Ｌ３１は、第３主面Ｍ３から第２表示パネルＰＮＬ２に入射し、第２表示パネルＰＮＬ２でほとんど散乱も吸収もされることなく第４主面Ｍ４を透過する。つまり、領域Ａ１において、表示装置ＤＳＰに入射した自然光は、約５０％の透過率で表示装置ＤＳＰを透過する。なお、領域Ａ１において、第４主面Ｍ４から第２表示パネルＰＮＬ２に入射した自然光についても同様に、約５０％の透過率で表示装置ＤＳＰを透過する。
また、オフ領域３０Ａとオン領域３０Ｂとが第３方向Ｚに重畳する領域についても、表示装置ＤＳＰに入射した自然光は、その一部がオン領域３０Ｂでわずかに散乱されるものの、領域Ａ１と同様に約５０％の透過率で表示装置ＤＳＰを透過する。

図１１は、ユーザＵ２によって視認される第２表示パネルＰＮＬ２の表示画像Ｉ２０の一例を示す図である。図１２は、ユーザＵ１によって視認される第１表示パネルＰＮＬ１の表示画像Ｉ１０の一例を示す図である。

第１表示パネルＰＮＬ１は、領域Ａ１０に表示画像Ｉ１０を表示する。図示した例では、表示画像Ｉ１０は、文字画像Ｉ１１と、文字画像Ｉ１１を囲む背景画像Ｉ１２と、を含んでいる。文字画像Ｉ１１は、背景画像Ｉ１２とは異なる色で表示される。
同様に、第２表示パネルＰＮＬ２は、領域Ａ２０に表示画像Ｉ２０を表示する。図示した例では、表示画像Ｉ２０は、文字画像Ｉ２１と、文字画像Ｉ２１を囲む背景画像Ｉ２２と、を含み、文字画像Ｉ２１は背景画像Ｉ２２とは異なる色で表示される。なお、表示画像Ｉ１０及びＩ２０は、文字画像に限らず、写真、イラスト、動画などを含んでいてもよい。

第１表示パネルＰＮＬ１において、第２表示パネルＰＮＬ２の領域Ａ２０と重畳する領域Ａ１１には、表示画像Ｉ２０はほとんど表示されない。したがって、ユーザＵ１は、表示画像Ｉ２０の鏡像（左右反転像）をほとんど視認することなく、表示画像Ｉ１０を視認することができ、表示画像Ｉ１０の視認性を向上することができる。また、領域Ａ１１は自然光が透過する領域であるため、ユーザＵ１は、表示装置ＤＳＰを介して反対側のユーザＵ２を領域Ａ１１で視認することができる。また、領域Ａ１０と領域Ａ１１との間の領域は、図１０に示した領域Ａ１に相当するため、ユーザＵ１は、この領域でもユーザＵ２を視認することができる。さらに、表示画像Ｉ１０において、文字画像Ｉ１１を囲む背景画像Ｉ１２が文字画像Ｉ１１とは異なる色で表示されるため、文字画像Ｉ１１の周囲の透過率が低下し、文字画像Ｉ１１の視認性を向上することができる。

同様に、第２表示パネルＰＮＬ２において、第１表示パネルＰＮＬ１の領域Ａ１０と重畳する領域Ａ２１には、表示画像Ｉ１０はほとんど表示されない。したがって、ユーザＵ２は、表示画像Ｉ１０の鏡像をほとんど視認することなく、表示画像Ｉ２０を視認することができ、表示画像Ｉ２０の視認性を向上することができる。また、領域Ａ２１、及び、領域Ａ２０と領域Ａ２１との間の領域では、ユーザＵ２は、ユーザＵ１を視認することができる。さらに、表示画像Ｉ２０において、文字画像Ｉ２１の視認性を向上することができる。

一例では、第２表示パネルＰＮＬ２は、ユーザＵ１からの問いかけに相当する文字画像Ｉ２１を表示する。これに対して、第１表示パネルＰＮＬ１は、ユーザＵ２の応答に相当する文字画像Ｉ１１を表示する。これにより、表示装置ＤＳＰを介して、互いに向かい合うユーザ同士がコミュニケーションをとることができる。

次に、本実施形態の他の構成例について説明する。以下に説明する他の構成例については、主に上記の構成例との相違点について説明する。

図１３は、本実施形態における表示装置ＤＳＰの他の構成例を示す斜視図である。図１３に示した構成例は、図１に示した構成例と比較して、第１液晶層ＬＣ１のポリマー３１の延出方向ＥＤ１が第２液晶層ＬＣ２のポリマー３１の延出方向ＥＤ２と交差している点で相違している。図示した例では、延出方向ＥＤ１は、第１方向Ｘに平行であり、偏光板ＰＬの吸収軸ＡＡと平行である。また、延出方向ＥＤ２は、第２方向Ｙに平行であり、吸収軸ＡＡと交差あるいは直交している。
第２表示パネルＰＮＬ２及び第２光源ユニットＬＵ２は、この順に第１方向Ｘに沿って並んでいる。第２光源ユニットＬＵ２において、複数の発光素子ＬＳ２は、第２方向Ｙに沿って並んでいる。第２光源ユニットＬＵ２が対向している第２端部ＰＮＬＥ２は、延出方向ＥＤ２である第２方向Ｙに沿って延出している。なお、第１光源ユニットＬＵ１が対向している第１端部ＰＮＬＥ１は、延出方向ＥＤ１である第１方向Ｘに沿って延出し、複数の発光素子ＬＳ１は第１方向Ｘに沿って並んでいる。

第１表示パネルＰＮＬ１において、第１主面Ｍ１及び第２主面Ｍ２から出射される表示光ＤＬ１は、第１直線偏光である。第１主面Ｍ１からの表示光ＤＬ１は、第１表示パネルＰＮＬ１の表示画像を形成する。一方、図１に示した構成例と同様に、第２主面Ｍ２からの表示光ＤＬ１は、偏光板ＰＬで吸収され、第２表示パネルＰＮＬ２を透過しない。
第２表示パネルＰＮＬ２において、第３主面Ｍ３及び第４主面Ｍ４から出射される表示光ＤＬ２は、第２直線偏光である。第４主面Ｍ４からの表示光ＤＬ２は、第２表示パネルＰＮＬ２の表示画像を形成する。一方で、第３主面Ｍ３からの表示光ＤＬ２は、偏光板ＰＬを透過し、さらに、第１表示パネルＰＮＬ１を透過する。

したがって、第１表示パネルＰＮＬ１からの表示光ＤＬ１は、ユーザＵ１によって視認される一方で、ユーザＵ２にはほとんど視認されない。また、第２表示パネルＰＮＬ２からの表示光ＤＬ２は、ユーザＵ１及びユーザＵ２の双方によって視認される。

図１４は、本実施形態における表示装置ＤＳＰの他の構成例を示す斜視図である。図１４に示した構成例は、図１に示した構成例と比較して、第１表示パネルＰＮＬ１と偏光板ＰＬとの間に位相差制御素子ＲＣが配置された点で相違している。位相差制御素子ＲＣは、自身を透過する光に対して位相差（あるいは、リタデーション）を付与する機能を有し、付与する位相差を可変する機能を有し、自身を透過する光の振動面をＸ−Ｙ平面内で可変する機能を有している。位相差制御素子ＲＣは、コントローラＣＮＴによって制御され、自身を透過する直線偏光に位相差を付与する変調モードと、自身を透過する直線偏光の振動面を維持する無変調モードと、を有している。変調モード及び無変調モードについては後に詳述する。

図１５は、図１４に示した本実施形態における表示装置ＤＳＰを示す断面図である。以下、各要素について説明する。第１表示パネルＰＮＬ１は、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に第１液晶層ＬＣ１を保持している。第１基板ＳＵＢ１は、透明基板１０及び画素電極１３を備えている。第２基板ＳＵＢ２は、透明基板２０及び共通電極２１を備えている。共通電極２１は、第１液晶層ＬＣ１を介して複数の画素電極１３と対向している。
第２表示パネルＰＮＬ２は、第３基板ＳＵＢ３と第４基板ＳＵＢ４との間に第２液晶層ＬＣ２を保持している。第３基板ＳＵＢ３は、透明基板３０及び画素電極３３を備えている。第４基板ＳＵＢ４は、透明基板４０及び共通電極４１を備えている。共通電極４１は、第２液晶層ＬＣ２を介して複数の画素電極３３と対向している。例えば、画素電極１３及び３３は各画素ＰＸに配置され、画素電極３３は画素電極１３の直上に位置している。画素電極３３及び共通電極４１は、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電材料によって形成されている。

位相差制御素子ＲＣは、例えば、液晶素子によって構成されている。すなわち、位相差制御素子ＲＣは、第５基板ＳＵＢ５と、第６基板ＳＵＢ６と、第５基板ＳＵＢ５と第６基板ＳＵＢ６との間に保持された第３液晶層ＬＣ３と、を備えている。第５基板ＳＵＢ５は、透明基板５０と、複数の第１制御電極５３と、配向膜５４と、を備えている。透明基板５０は、第３液晶層ＬＣ３とは反対側に第５主面Ｍ５を有している。第５主面Ｍ５は、第２主面Ｍ２に接している。つまり、第２基板ＳＵＢ２と第５基板ＳＵＢ５との間には、偏光板等の光学素子が存在しない。第６基板ＳＵＢ６は、透明基板６０と、第２制御電極６１と、配向膜６２と、を備えている。透明基板６０は、第３液晶層ＬＣ３とは反対側に第６主面Ｍ６を有している。第６主面Ｍ６は、偏光板ＰＬに接している。つまり、第３基板ＳＵＢ３と第６基板ＳＵＢ６との間には、１つの偏光板ＰＬが存在する。

第２制御電極６１は、第３液晶層ＬＣ３を介して複数の第１制御電極５３と対向している。第１制御電極５３及び第２制御電極６１は、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電材料によって形成されている。第１制御電極５３及び第２制御電極６１は、コントローラＣＮＴによる制御に基づき、第３液晶層ＬＣ３に電圧を印加する。配向膜５４及び６２は、例えば水平配向膜である。一例では、配向膜５４の配向処理方向は第１方向Ｘに平行であり、配向膜６２の配向処理方向は第２方向Ｙに平行である。

第３液晶層ＬＣ３は、例えば、正の誘電率異方性を有する液晶材料によって形成されている。第３液晶層ＬＣ３に含まれる液晶分子ＬＭは、電圧が印加されない状態では９０°ツイスト配向している。つまり、第１制御電極５３の近傍における液晶分子ＬＭは、その長軸が第１方向Ｘに沿うように初期配向しており、第２制御電極６１の近傍における液晶分子ＬＭは、その長軸が第２方向Ｙに沿うように初期配向している。また、液晶分子ＬＭは、電圧が形成された状態ではその長軸が電界に沿うように配向される。例えば、第３液晶層ＬＣ３に電圧が印加されていない状態は変調モードに相当し、第３液晶層ＬＣ３に電圧が印加された状態は無変調モードに相当する。

位相差制御素子ＲＣは、第１表示パネルＰＮＬ１及び第２表示パネルＰＮＬ２のそれぞれの一画素単位で位相差を制御することができる。すなわち、第１制御電極５３は、画素電極３３の直下に位置し、画素電極１３の直上に位置している。つまり、各画素ＰＸにおいて、画素電極１３、第１制御電極５３、及び、画素電極３３がこの順に第３方向Ｚに並んでいる。

なお、位相差制御素子ＲＣは、自身を透過する光に対して所定の位相差を付与したり、位相差を付与しなかったりする機能を備えていればよく、ここで説明した構成に限定されない。

図１６は、図１５に示した表示装置ＤＳＰにおける表示モードを説明するための図である。
第２表示パネルＰＮＬ２において、第３主面Ｍ３及び第４主面Ｍ４から出射される表示光ＤＬ２は、第１直線偏光である。第４主面Ｍ４からの表示光ＤＬ２は、第２表示パネルＰＮＬ２の表示画像を形成する。一方で、第３主面Ｍ３からの表示光ＤＬ２は、偏光板ＰＬで吸収される。
第１表示パネルＰＮＬ１において、第１主面Ｍ１及び第２主面Ｍ２から出射される表示光ＤＬ１は、第１直線偏光である。第１主面Ｍ１からの表示光ＤＬ１は、第１表示パネルＰＮＬ１の表示画像を形成する。一方、第２主面Ｍ２からの表示光ＤＬ１は、位相差制御素子ＲＣに入射する。

位相差制御素子ＲＣにおいて、第１制御電極５３２と第２制御電極６１とが対向する領域には、第３方向Ｚに沿った電界が形成されるため、液晶分子ＬＭはその長軸が第３方向Ｚに沿うように垂直配向している。第１制御電極５３１及び５３３の各々と第２制御電極６１とが対向する領域には、電界が形成されないため、液晶分子ＬＭは、初期配向状態に維持され、ツイスト配向している。

位相差制御素子ＲＣの第５主面Ｍ５から入射する第１直線偏光のうち、第１制御電極５３１と重畳する領域に入射した第１直線偏光は、ツイスト配向した液晶分子ＬＭの影響を受けて、その振動面（偏光面）が回転し、第３液晶層ＬＣ３を透過した後に、第２直線偏光に変換される（変調モード）。一方で、第１制御電極５３２と重畳する領域に入射した第１直線偏光は、垂直配向した液晶分子ＬＭの影響をほとんど受けず、その振動面が維持され、第３液晶層ＬＣ３を透過する（無変調モード）。つまり、第１制御電極５３１と重畳する領域は、入射光に対して位相差を付与する機能を有し、例えば、入射光に約λ／２の位相差を付与する。ここで、λは、入射光の波長である。このような変調モードの領域では、入射光が直線偏光である場合に、その振動面が約９０°回転される。また、第１制御電極５３２と重畳する領域は、入射光に対して位相差を付与しない。このような無変調モードの領域では、入射光がほとんど変調されずに透過する。
位相差制御素子ＲＣの第６主面Ｍ６を透過した表示光ＤＬ１のうち、第２直線偏光は、偏光板ＰＬを透過し、第２表示パネルＰＮＬ２を透過する。また、表示光ＤＬ１のうち、第１直線偏光は、偏光板ＰＬで吸収される。

したがって、第２表示パネルＰＮＬ２からの表示光ＤＬ２は、ユーザＵ２によって視認される一方で、ユーザＵ１にはほとんど視認されない。また、第１表示パネルＰＮＬ１からの表示光ＤＬ１は、変調モードにおいてはユーザＵ１及びユーザＵ２の双方によって視認され、無変調モードにおいてはユーザＵ１によって視認される一方でユーザＵ２には視認されない。つまり、このような表示装置ＤＳＰによれば、第１表示パネルＰＮＬ１に表示された表示画像を、ユーザＵ１及びユーザＵ２で共有するか、ユーザＵ１のみが視認するかを切り替えることができる。

図１７は、本実施形態における表示装置ＤＳＰの他の構成例を示す斜視図である。図１７に示した構成例は、図１に示した構成例と比較して、偏光板ＰＬを透過率制御素子ＴＣに置換した点で相違している。なお、第１液晶層ＬＣ１におけるポリマーの延出方向ＥＤ１、及び、第１液晶層ＬＣ１におけるポリマーの延出方向ＥＤ２は、たがいに平行である。
透過率制御素子ＴＣは、第１表示パネルＰＮＬ１と第２表示パネルＰＮＬ２との間に位置している。透過率制御素子ＴＣは、自身を透過する光の透過率を可変する機能（調光機能）を有している。透過率制御素子ＴＣとしては、例えば、ゲスト−ホスト液晶素子、懸濁粒子素子（Suspended Particle Device :SPD）、エレクトロクロミック素子やエレクトロデポジション素子などの電気化学反応素子などが好適である。一例では、透過率制御素子ＴＣは、コントローラＣＮＴによって制御され、自身に入射した直線偏光を吸収する吸収モードと、自身に入射した直線偏光を透過する透過モードと、を有している。吸収モード及び透過モードについては後に詳述する。

図１８は、図１７に示した本実施形態における表示装置ＤＳＰを示す断面図である。第１表示パネルＰＮＬ１及び第２表示パネルＰＮＬ２の説明は省略する。以下、透過率制御素子ＴＣがゲスト−ホスト液晶素子によって構成されている構成例について説明する。

透過率制御素子ＴＣは、第７基板ＳＵＢ７と、第８基板ＳＵＢ８と、第７基板ＳＵＢ７と第８基板ＳＵＢ８との間に保持された第４液晶層ＬＣ４と、を備えている。第７基板ＳＵＢ７は、透明基板７０と、複数の第３制御電極７３と、配向膜７４と、を備えている。透明基板７０は、第４液晶層ＬＣ４とは反対側に第７主面Ｍ７を有している。第７主面Ｍ７は、第２主面Ｍ２に接している。つまり、第２基板ＳＵＢ２と第７基板ＳＵＢ７との間には、偏光板等の光学素子が存在しない。第８基板ＳＵＢ８は、透明基板８０と、第４制御電極８１と、配向膜８２と、を備えている。透明基板８０は、第４液晶層ＬＣ４とは反対側に第８主面Ｍ８を有している。第８主面Ｍ８は、第３主面Ｍ３に接している。つまり、第３基板ＳＵＢ３と第８基板ＳＵＢ８との間には、偏光板等の光学素子が存在しない。

第４制御電極８１は、第４液晶層ＬＣ４を介して複数の第３制御電極７３と対向している。第３制御電極７３及び第４制御電極８１は、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電材料によって形成されている。第３制御電極７３及び第４制御電極８１は、コントローラＣＮＴによる制御に基づき、第４液晶層ＬＣ４に電圧を印加する。配向膜７４及び８２は、例えば水平配向膜である。一例では、配向膜７４及び８２のそれぞれの配向処理方向は、第１方向Ｘに平行である。

第４液晶層ＬＣ４は、ゲスト−ホスト液晶層である。第４液晶層ＬＣ４は、ゲスト分子として可視光に対する吸収性能（吸収率）に異方性を有する色素（例えば二色性色素）ＬＣＧと、ホスト分子としてネマティック液晶の液晶分子ＬＣＨと、を含んでいる。色素は、分子の長軸方向に振動する偏光成分を、分子の短軸方向に振動する偏光成分よりも強く吸収する吸収性能を有している。このような第４液晶層ＬＣ４においては、液晶分子ＬＣＨの配向に付随させて色素ＬＣＧを所望の方向に配向させることができる。

一例では、第４液晶層ＬＣ４は、正の誘電率異方性を有する液晶材料によって形成されている。第４液晶層ＬＣ４に含まれる液晶分子ＬＣＨは、電圧が印加されない状態では配向膜７４及び８２のそれぞれの配向規制力により第１方向Ｘに沿って初期配向している。色素ＬＣＧは、液晶分子ＬＣＨの配向に付随して第１方向Ｘに沿って初期配向している。また、液晶分子ＬＣＨは、電圧が形成された状態ではその長軸が電界に沿うように配向され、色素ＬＣＧも同様に、その長軸が液晶分子ＬＣＨの長軸と平行となるように配向される。例えば、第４液晶層ＬＣ４に電圧が印加されていない状態は吸収モードに相当し、第４液晶層ＬＣ４に電圧が印加された状態は透過モードに相当する。

透過率制御素子ＴＣは、第１表示パネルＰＮＬ１及び第２表示パネルＰＮＬ２のそれぞれの一画素単位で透過率を制御することができる。すなわち、第３制御電極７３は、画素電極３３の直下に位置し、画素電極１３の直上に位置している。つまり、各画素ＰＸにおいて、画素電極１３、第３制御電極７３、及び、画素電極３３がこの順に第３方向Ｚに並んでいる。

なお、第４液晶層ＬＣ４が負の誘電率異方性を有する液晶材料によって形成され、配向膜７４及び８２が垂直配向膜であってもよい。このような構成例の場合には、第４液晶層ＬＣ４に電圧が印加されていない状態は透過モードに相当し、第４液晶層ＬＣ４に電圧が印加された状態は吸収モードに相当する。負の誘電率異方性の液晶性分子の場合には、画素電極と対向電極間に電圧を印加した際に液晶分子の配向方向を定めるためにプレチルトを形成するか、画素電極または共通電極の少なくともいずれか一方に液晶分子の配向方向を定めるスリットを設ける、あるいは、第１基板または第２基板の液晶層側に突起を設けることが好ましい。

図１９は、図１８に示した表示装置ＤＳＰにおける表示モードを説明するための図である。
第１表示パネルＰＮＬ１において、第１主面Ｍ１及び第２主面Ｍ２から出射される表示光ＤＬ１は、第１直線偏光である。第１主面Ｍ１からの表示光ＤＬ１は、第１表示パネルＰＮＬ１の表示画像を形成する。一方、第２主面Ｍ２からの表示光ＤＬ１は、透過率制御素子ＴＣに入射する。

透過率制御素子ＴＣにおいて、第３制御電極７３１、７３４、及び、７４５の各々と第４制御電極８１とが対向する領域には、第３方向Ｚに沿った電界が形成されるため、液晶分子ＬＣＨ及び色素ＬＣＧはその長軸が第３方向Ｚに沿うように垂直配向している。第３制御電極７３２及び７３３の各々と第４制御電極８１とが対向する領域には、電界が形成されないため、液晶分子ＬＣＨ及び色素ＬＣＧは、初期配向状態に維持され、第１方向Ｘに沿って水平配向している。

透過率制御素子ＴＣの第７主面Ｍ７から入射する第１直線偏光のうち、第３制御電極７３１と重畳する領域に入射した第１直線偏光は、その振動面が垂直配向した色素ＬＣＧの長軸と交差あるいは直交する。このため、第１直線偏光は、色素ＬＣＧでほとんど吸収されることなく、透過率制御素子ＴＣを透過する（透過モード）。透過率制御素子ＴＣの第８主面Ｍ８を透過した表示光ＤＬ１は、第２表示パネルＰＮＬ２を透過する。
一方で、第７主面Ｍ７から入射する第１直線偏光のうち、第３制御電極７３２と重畳する領域に入射した第１直線偏光は、その振動面が水平配向した色素ＬＣＧの長軸とほぼ平行となる。このため、第１直線偏光は、色素ＬＣＧによって吸収される（吸収モード）。

第２表示パネルＰＮＬ２において、第３主面Ｍ３及び第４主面Ｍ４から出射される表示光ＤＬ２は、第１直線偏光である。第４主面Ｍ４からの表示光ＤＬ２は、第２表示パネルＰＮＬ２の表示画像を形成する。一方で、第３主面Ｍ３からの表示光ＤＬ２は、透過率制御素子ＴＣに入射する。

透過率制御素子ＴＣの第８主面Ｍ８から入射する第１直線偏光のうち、第３制御電極７３３と重畳する領域に入射した第１直線偏光は、色素ＬＣＧによって吸収される（吸収モード）。また、第８主面Ｍ８から入射する第１直線偏光のうち、第３制御電極７３４と重畳する領域に入射した第１直線偏光は、色素ＬＣＧでほとんど吸収されることなく、透過率制御素子ＴＣを透過する（透過モード）。透過率制御素子ＴＣの第７主面Ｍ７を透過した表示光ＤＬ２は、第１表示パネルＰＮＬ１を透過する。

したがって、第１表示パネルＰＮＬ１からの表示光ＤＬ１は、透過モードにおいてはユーザＵ１及びユーザＵ２の双方によって視認され、吸収モードにおいてはユーザＵ１によって視認される一方でユーザＵ２には視認されない。同様に、第２表示パネルＰＮＬ２からの表示光ＤＬ２は、透過モードにおいてはユーザＵ１及びユーザＵ２の双方によって視認され、吸収モードにおいてはユーザＵ２によって視認される一方でユーザＵ１には視認されない。このような表示装置ＤＳＰによれば、第１表示パネルＰＮＬ１及び第２表示パネルＰＮＬ２に各々表示された表示画像を、ユーザＵ１及びユーザＵ２で共有するか、一方のユーザのみが視認するかを切り替えることができる。

ところで、第１表示パネルＰＮＬ１のオフ領域３０Ａと第２表示パネルＰＮＬ２のオフ領域３０Ａとが第３方向Ｚに重畳する領域Ａ３に着目する。領域Ａ３は、透過率制御素子ＴＣにおいて、第３制御電極７３４と重畳する領域を含んでいる。
第１主面Ｍ１から第１表示パネルＰＮＬ１に入射した自然光Ｌ３３は、第１表示パネルＰＮＬ１、透過率制御素子ＴＣ、及び、第２表示パネルＰＮＬ２でほとんど散乱も吸収もされることなく第４主面Ｍ４を透過する。第４主面Ｍ４から第２表示パネルＰＮＬ２に入射した自然光Ｌ３４についても同様に、第１主面Ｍ１を透過する。つまり、第１表示パネルＰＮＬ１及び第２表示パネルＰＮＬ２のいずれにおいても表示画像が表示されない領域では、表示装置ＤＳＰに入射する自然光がほとんど吸収されず、図１に示した偏光板ＰＬが介在する表示装置ＤＳＰと比較して、透過率を向上することができる。

図２０は、本実施形態における表示装置ＤＳＰの他の構成例を示す斜視図である。図２０に示した構成例は、図１７に示した構成例と比較して、延出方向ＥＤ１が延出方向ＥＤ２と交差あるいは直交している点で相違している。透過率制御素子ＴＣにおいて、図示しない配向膜７４及び８２の配向処理方向ＡＬは、第１方向Ｘに平行であり、延出方向ＥＤ１と平行であり、延出方向ＥＤ２と交差あるいは直交している。

第１表示パネルＰＮＬ１において、第１主面Ｍ１からの表示光ＤＬ１は、第１表示パネルＰＮＬ１の表示画像を形成する。第２主面Ｍ２からの表示光ＤＬ１は、透過率制御素子ＴＣに入射する。透過率制御素子ＴＣが透過モードである場合には、表示光ＤＬ１は、透過率制御素子ＴＣ及び第２表示パネルＰＮＬ２を透過する。透過率制御素子ＴＣが吸収モードである場合には、表示光ＤＬ１は、透過率制御素子ＴＣで吸収される。
第２表示パネルＰＮＬ２において、第４主面Ｍ４からの表示光ＤＬ２は、第２表示パネルＰＮＬ２の表示画像を形成する。第３主面Ｍ３からの表示光ＤＬ２は、透過率制御素子ＴＣ及び第１表示パネルＰＮＬ１を透過する。

したがって、第１表示パネルＰＮＬ１からの表示光ＤＬ１は、透過モードにおいてはユーザＵ１及びユーザＵ２の双方によって視認され、吸収モードにおいてはユーザＵ１によって視認される一方でユーザＵ２には視認されない。また、第２表示パネルＰＮＬ２からの表示光ＤＬ２は、ユーザＵ１及びユーザＵ２の双方によって視認される。

以上説明したように、本実施形態によれば、表示画像の視認性を向上することが可能な表示装置を提供することができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

ＤＳＰ…表示装置
ＰＬ…偏光板 ＡＡ…吸収軸
ＰＮＬ１…第１表示パネル
ＳＵＢ１…第１基板 ＳＵＢ２…第２基板 ＬＣ１…第１液晶層
１３…画素電極 ２１…共通電極
３１…ポリマー ３２…液晶分子 ＥＤ１…延出方向
ＰＮＬ２…第２表示パネル
ＳＵＢ３…第３基板 ＳＵＢ４…第４基板 ＬＣ２…第２液晶層
ＥＤ２…延出方向 ３３…画素電極 ４１…共通電極
ＲＣ…位相差制御素子
ＳＵＢ５…第５基板 ＳＵＢ６…第６基板 ＬＣ３…第３液晶層
５３…第１制御電極 ６１…第２制御電極
ＴＣ…透過率制御素子
ＳＵＢ７…第７基板 ＳＵＢ８…第８基板 ＬＣ４…第４液晶層
ＬＣＧ…色素 ＬＣＨ…液晶分子 ７３…第３制御電極 ８１…第４制御電極

Claims (12)

1. 第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された第１液晶層と、を備えた第１表示パネルと、
   第３基板と、前記第３基板と対向する第４基板と、前記第３基板と前記第４基板との間に保持された第２液晶層と、を備えた第２表示パネルと、
   前記第２基板と前記第３基板との間に位置し、直線偏光を吸収する吸収軸を有する偏光板と、
   前記第１表示パネルの第１端部及び前記第２表示パネルの第２端部とそれぞれ対向した光源ユニットと、を備え、
   前記第１液晶層及び前記第２液晶層の各々は、筋状のポリマーと、液晶分子と、を含む、表示装置。
2. 前記第１液晶層の前記ポリマーの延出方向、及び、前記第２液晶層の前記ポリマーの延出方向は、前記吸収軸と平行である、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１液晶層の前記ポリマーの延出方向は前記吸収軸と平行であり、前記第２液晶層の前記ポリマーの延出方向は前記吸収軸と交差している、請求項１に記載の表示装置。
4. 前記第１端部は、前記第１液晶層の前記ポリマーの延出方向に沿って延出し、
   前記第２端部は、前記第２液晶層の前記ポリマーの延出方向に沿って延出している、請求項２または３に記載の表示装置。
5. 前記偏光板は、前記第２基板及び前記第３基板にそれぞれ接している、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置。
6. 第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された第１液晶層と、を備えた第１表示パネルと、
   第３基板と、前記第３基板と対向する第４基板と、前記第３基板と前記第４基板との間に保持された第２液晶層と、を備えた第２表示パネルと、
   前記第２基板と前記第３基板との間に位置し、直線偏光を吸収する吸収軸を有する偏光板と、
   前記第１表示パネルの第１端部及び前記第２表示パネルの第２端部とそれぞれ対向した光源ユニットと、を備え、
   前記第１表示パネルは、前記光源ユニットからの照明光を前記第１基板及び前記第２基板から第１表示光として出射し、
   前記第２表示パネルは、前記光源ユニットからの照明光を前記第３基板及び前記第４基板から第２表示光として出射し、
   前記第１表示光及び前記第２表示光は、直線偏光であり、
   前記第１表示光及び前記第２表示光の少なくとも一方は、前記吸収軸と平行な振動面を有する、表示装置。
7. さらに、前記第１表示パネルと前記偏光板との間に位置する位相差制御素子を備え、
   前記位相差制御素子は、前記第１表示光に位相差を付与する変調モードと、前記第１表示光の前記振動面を維持する無変調モードと、を有している、請求項６に記載の表示装置。
8. 前記位相差制御素子は、第５基板と、前記第５基板と対向する第６基板と、前記第５基板と前記第６基板との間に保持された第３液晶層と、を備え、
   前記第３液晶層は、前記変調モードにおいて前記第１表示光に対して１／２波長の位相差を付与する、請求項７に記載の表示装置。
9. 第１基板と、前記第１基板と対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持された第１液晶層と、を備えた第１表示パネルと、
   第３基板と、前記第３基板と対向する第４基板と、前記第３基板と前記第４基板との間に保持された第２液晶層と、を備えた第２表示パネルと、
   前記第１表示パネルと前記第２表示パネルとの間に位置する透過率制御素子と、
   前記第１表示パネルの第１端部及び前記第２表示パネルの第２端部とそれぞれ対向した光源ユニットと、を備え、
   前記透過率制御素子は、直線偏光を吸収する吸収モードと、前記直線偏光を透過する透過モードと、を有している、表示装置。
10. 前記第１液晶層及び前記第２液晶層の各々は、筋状のポリマーと、液晶分子と、を含み、
    前記第１液晶層の前記ポリマーの延出方向、及び、前記第２液晶層の前記ポリマーの延出方向は、互いに平行である、請求項９に記載の表示装置。
11. 前記第１液晶層及び前記第２液晶層の各々は、筋状のポリマーと、液晶分子と、を含み、
    前記第１液晶層の前記ポリマーの延出方向、及び、前記第２液晶層の前記ポリマーの延出方向は、互いに交差している、請求項９に記載の表示装置。
12. 前記透過率制御素子は、第７基板と、前記第７基板と対向する第８基板と、前記第７基板と前記第８基板との間に保持された第４液晶層と、を備え、
    前記第４液晶層は、可視光に対する吸収性能に異方性を有する色素を含むゲスト−ホスト液晶層であり、
    前記色素の長軸は、前記吸収モードにおいて前記直線偏光の振動面と平行であり、前記透過モードにおいて前記振動面と交差する、請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の表示装置。

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