JP4665138B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に係わり、特に、使用者だけが画面の表示を視認できるようにした液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に透過型と反射型のいずれにおいても液晶セルと偏光板とを組み合わせて使用される液晶表示装置は、液晶セルの光学的偏光性を液晶分子の配列を制御することによって変化させて、明あるいは暗表示、または中間階調を表示するものである。
【０００３】
液晶表示装置は通常、ある程度の視野角の制限はあるものの、視野角内にあるすべての観測者の目で表示が視認できる。つまり、一度に複数の人が一つの液晶表示装置の表示を同時に見ることができる。どの方向からでも表示が見えるように改良された最近の広視野角化対策技術によりその傾向は顕著となりつつある。
【０００４】
これは使用者が見る位置を多少変えても常に正しく表示を視認できるという点では大変好都合であるが、一方では自分が見ている表示中の内容を他人にも見られてしまうというセキュリティやプライバシーの問題もある。例えば、会社員が携帯情報端末の表示を電車内のような他人がすぐ近くにいる社外で見るような場合に、それが社外秘の重要な緊急メールなどのときには、周囲の人の目が気になってメールを開き、見ることが困難な場合がある。また、機密上問題のない表示内容であっても、他人には見られたくない場合もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＳＴＮ型液晶ディスプレイは視角特性が比較的よくないが、ある程度の視角範囲にいる人には表示は見えてしまう。
【０００６】
ヘッドマウントディスプレイは、ゴーグル型の表示装置であり、使用者がその頭部に装着することで内部の小型の液晶ディスプレイで使用者だけが表示を見ることができ、他人が見ることはできない。しかし、現在この種の装置はかさばって見た目が悪く、また重量も比較的重いので、使用感が今一つ快適でなく、装着中は周囲がまったく見えなくなってしまうという問題もある。
【０００７】
眼鏡型ディスプレイの提案もなされているが、ディスプレイ自体を小型化するためのコストアップ、解像度の低下、高価な光学系、焦点距離が短くて使用者が非常に疲れやすいといった諸問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、使用者以外の第三者が近くで覗き込んでも表示内容を視認することをできなくし、使用者だけが表示を視認することができて、セキュリティやプライバシーを保つことのできる液晶表示装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
液晶表示装置は、一般に液晶分子の配列を制御することによって液晶セルの光学的偏光状態を変化させて、明あるいは暗表示、または中間階調を表示するものである。従って，そのような液晶表示装置は透過型と反射型のいずれにおいても液晶セルと偏光性薄膜すなわち偏光板とを組み合わせて使用することにより表示を視認することができる。従って、偏光性薄膜を使用者のみが使えるようにすることで、第三者が表示を見ることをできなくすることができる。
【００１０】
本発明の液晶表示装置は、液晶層を一対の対向する基板で挟持した液晶セルと、第１の偏光性薄膜とを有する液晶表示部と、該液晶表示部とは離れて独立して設けられ、前記液晶表示部の表示面と利用者の位置との間の任意の位置に配置可能であって、前記液晶表示部の前記第１の偏光性薄膜と対をなすように配置される第２の偏光性薄膜とを有し、前記液晶層は、前記液晶層の液晶分子が、前記基板に平行な方位角方向で、ランダムな方向に配列するか、または連続的に変化している状態からなり、前記第１と第２の偏光性薄膜が円偏光板であり、前記第１と第２の偏光性薄膜を通して前記表示面での表示が視認可能とする。
【００１１】
【実施例】
図１に、本発明の実施例による透過型の液晶表示装置の構成図を示す。外形を点線で描いた１０は、液晶表示部であり、２０は偏光性の薄膜あるいは偏光板であり、３０は使用者で、４０は使用者でない第三者（他人）である。本発明の実施例による液晶表示装置は、液晶表示部１０と、それから離れて配置された偏光板２０との組み合わせで構成される。外部の偏光板２０は適当な保持部材（図示せず。）で支持して液晶表示部１０と使用者３０との間に配置されてもよいし、あるいは、使用者３０が手に持って使用することもできる。
【００１２】
また、液晶表示部１０側に、公知技術による止め具あるいはあるいはレールのような保持機構１６をもうけて外部偏光板２０を着脱自在に装着することもできる。この場合、液晶表示装置を使用しないときは、液晶表示部１０からはずした外部偏光板２０を使用者だけが知っている場所に保管しておくことにより、外部の第三者が表示装置を使用して無断で画像を見るということができなくできるので、セキュリティを保つことができる。
【００１３】
実線で描いた液晶表示部１０の内部は、一対の透明基板１１，１２で液晶層１３を挟持した液晶セルと偏光板１４とバックライト光源１５とから構成されている。液晶セルがＳＴＮ型などであれば、偏光板１４は直線偏光板で、外部の偏光板２０も直線偏光板で、両偏光板の偏光軸方向が直交するような配置とされる。
【００１４】
この場合、使用者３０は、視線Ａの方向で、偏光板２０を介して液晶表示部１０の表示を視認できる。しかし、そばにいる第三者４０は、視線Ｂの方向では偏光板２０を介して表示面をみることはできない。また、視線Ｃの方向には、液晶表示部１０がない。よって、使用者３０のみが表示を視認でき、第三者４０は視認できない。その視認範囲を狭く限定する効果は外部偏光板２０を使用者３０側に近づければ近づけるほど、また、面積を小さくすればするほど高くなる。
【００１５】
また、本願出願人が平成１１年９月２８日に出願した特願平１１−２７４６３３号(特開２００２−４０４２８号)の明細書には、液晶層の液晶分子が、基板に平行な方位角方向で、ランダムな方向に配列するか、または連続的に変化している状態、いわゆるマルチドメイン構造を有する液晶セルを使用し、その液晶セルを挟持する一対の偏光板を円偏光板とする液晶表示装置が開示されている。
【００１６】
第２の実施例においては、この先出願の明細書に記載の液晶表示装置と同様に、図２に示すように、液晶表示部１０側の偏光板を円偏光板５０に置き換え、外部偏光板も円偏光板６０に置き換えて同様な効果を得ることができる。いずれの円偏光板も、直線偏光板と１／４波長板とで構成される。直線偏光板５１の透過軸の方向ａと１／４波長板５２の遅相軸の方向ｂとが４５°になるように配置されている。もう一方の外部円偏光板６０も直線偏光板６１と１／４波長板６２とで構成されている。
【００１７】
円偏光板を使用する図２の実施例では。液晶表示部１０内部の円偏光板５０と外部円偏光板６０との配置関係は、任意とすることができるので、外部の円偏光板６０は、液晶表示部１０の表示面に対してほぼ平行に配置するだけで、偏光軸の方向がどの方向にあっても視認できるという利点がある。直線偏光板を使用する場合には、外部の直線偏光板２０は、その偏光軸方向が、内部の直線偏光板１４の偏光軸方向と特定の関係になるように、配置しないと表示を視認することができない。
【００１８】
図２の実施例では、液晶セルの前後に直線偏光板と１／４波長板とを組み合わせた構成の円偏光板を配置したが、図３に示した実施例においては、外部偏光板として前述の実施例と同様な円偏光板６０を配置し、それと反対側のバックライト光源側に、円偏光板の代わりに円偏光板と同様な作用を持ったコレステリックフィルム８０を配置した。この実施例でも両側に円偏光板を使用した場合と同等な効果を得ることができる。液晶セルは、図２の実施例と同様の構成である。
【００１９】
図１の透過型液晶表示装置のほかに、反射型液晶表示装置の実施例を図４に示す。図４では、バックライト光源はなく、７０はコレステリックフィルムを備えた偏光機能を有する光反射板であり、６０は外部円偏光板である。なお、反射型の場合に、液晶層をλ／４板として機能させ、直線偏光板と組み合わせて用いてもよい。この場合も、図１の実施例と同じような効果を得ることができる。
【００２０】
図５は眼鏡９０のレンズ部に直線偏光板あるいは円偏光板を使用し、それを外部偏光板２０としたものである。使用者３０は、眼鏡９０を装着して表示面を視認することができる。眼鏡９０を装着しない第三者は表示面を見ても映像は見えない。この場合、眼鏡９０のレンズ部として、偏光性の薄膜を眼鏡のガラス板面に形成したもの用いるか、あるいは眼鏡レンズの前に偏光板を別途装着するようにしてもよい。この場合、眼鏡はレンズ部が偏光板になるだけであるので、重量や形状は通常の眼鏡と変わりが無く、使用に際しての違和感はない。直線偏光板や円偏光板は、眼鏡のレンズ部の全部あるいは一部に貼れば良いし、眼鏡の両眼あるいは片眼だけでもよい。
【００２１】
さらに、偏光性の違いを利用する立体映像表示の場合には、左右レンズ部で偏光性の異なる偏光板を用いればよい。その場合も、眼鏡を使用しない第三者は立体表示を見ることはできない。
【００２２】
さらに、図５の（Ｂ）は、帽子に図５の（Ａ）の眼鏡を装着した実施例を示す。帽子の代りにサンバイザーのつばなどに偏光板や眼鏡を装着してもよい。あるいは、図５の（Ｃ）のようにテレホンカードのようなカード型の偏光板（円偏光板）とし、必要なときにだけ使用者がそれを手に持って表示画面を見るようにしてもよいであろう。カード型の場合には、携帯端末装置の液晶ディスプレイに適用すると便利である。
【００２３】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせが可能なことは当業者に自明であろう。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、液晶表示装置において、偏光性薄膜を液晶表示部とは独立して使用者側に近い位置に配置できるようにすることによって、第三者が表示を見ることをできなくし、または困難とし、使用者のみが表示を視認できて、セキュリティとプライバシーを保護することが可能となる。本発明では、偏光性の薄膜を液晶表示部とは独立して離間させて配置したので、従来の液晶表示装置と比べて製造コストのアップや解像度の低下などがなく、また使用者の疲労等の問題もほとんどない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例による透過型液晶表示装置の使用時における液晶表示部と偏光板と使用者との配置関係を示した図である。
【図２】 本発明の他の実施例による透過型液晶表示装置の液晶層と円偏光板の配置関係を示した模式図である。
【図３】 本発明のさらに別の実施例による透過型液晶表示装置の液晶層と円偏光板の別の配置関係を示した模式図である。
【図４】 本発明の別の実施例による反射型液晶表示装置の液晶層と偏光板の配置関係を示した模式図である。
【図５】 本発明の実施例による液晶表示装置のいくつかの使用例の図である。
【符号の説明】
１０ 液晶表示部
１１ 液晶層
１２、１３ ガラス基板
１４ 偏光板
１５ バックライト光源
１６ 偏光板保持機構
２０ 偏光板
３０ 使用者
４０ 第三者
５０、６０ 円偏光板
７０ 光反射層
８０ コレステリックフィルム
９０ 眼鏡

Claims (10)

1. 液晶層を一対の対向する基板で挟持した液晶セルと、第１の偏光性薄膜とを有する液晶表示部と、該液晶表示部とは離れて独立して設けられ、前記液晶表示部の表示面と利用者の位置との間の任意の位置に配置可能であって、前記液晶表示部の前記第１の偏光性薄膜と対をなすように配置される第２の偏光性薄膜とを有し、
   前記液晶層は、前記液晶層の液晶分子が、前記基板に平行な方位角方向で、ランダムな方向に配列するか、または連続的に変化している状態からなり、
   前記第１と第２の偏光性薄膜が円偏光板であり、
   前記第１と第２の偏光性薄膜を通して前記表示面での表示が視認可能な液晶表示装置。
2. 前記第１の偏光性薄膜がコレステリックフィルムである請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記前記液晶表示部は、前記第２の偏光性薄膜を着脱自在とする手段を有する請求項１記載の液晶表示装置。
4. 前記第２の偏光性薄膜は、眼鏡のレンズに形成あるいは装着されている請求項１記載の液晶表示装置。
5. 前記第２の偏光性薄膜は、前記レンズの全面もしくは一部に形成あるいは装着されている請求項４記載の液晶表示装置。
6. 前記第２の偏光性薄膜は、２枚で一対のレンズの少なくとも一方に形成あるいは装着されている請求項４記載の液晶表示装置。
7. 液晶層を一対の対向する基板で挟持した液晶セルと、前記液晶セルの一方の面に対向して配置された偏光機能を有する光反射層とを有する液晶表示部と、該液晶表示部とは離れて独立して設けられ、前記液晶表示部の表示面と利用者の位置との間の任意の位置に配置可能であって、前記偏光機能を有する光反射層と対をなすように配置される偏光性薄膜とを有し、
   前記液晶層は、前記液晶層の液晶分子が、前記基板に平行な方位角方向で、ランダムな方向に配列するか、または連続的に変化している状態からなり、
   前記偏光機能を有する光反射層と前記偏光性薄膜が円偏光機能を有し、
   前記偏光性薄膜を通して前記表示面での表示が視認可能な液晶表示装置。
8. 前記偏光機能を有する光反射層がコレステリックフィルムを備えた光反射層である請求項７記載の液晶表示装置。
9. 前記前記液晶表示部は、前記偏光性薄膜を着脱自在とする手段を有する請求項７または８記載の液晶表示装置。
10. 前記偏光性薄膜は、眼鏡のレンズに形成あるいは装着されている請求項７または８記載の液晶表示装置。

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