JP7114247B2 - 視野角切り替え可能な表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置に関し、特に視野角切り替え可能な表示装置に関する。
通常、表示装置は複数の視聴者が一緒に視聴できるように広い視野角の表示効果を有する。しかし、例えば公共の場でプライベートのウェブサイト又は機密情報を閲覧したり、パスワードを入力する場合のような場合は、広い視野角の表示効果は、他人が機密情報を覗き見できることによる機密情報の漏洩に繋がりやすい。覗き見防止の要望を達成するために、通常は、大角度の光線をフィルタリングするように、表示装置の前に光制御フィルム（ＬＣＦ：Ｌｉｇｈｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｉｌｍ）を設置する。覗き見防止の要望がない場合は、光制御フィルムを手動で除去させる。使用者が光制御フィルムを手動で設置／除去する必要があるため、使用上は不便である。従って、表示装置が操作要求に応じて表示画面の視野角の広さを選択、或いは調整できる表示装置の視野角を調整可能な視野角制御装置が求められている。
「背景技術」段落の内容は本発明の内容の理解を助けるためのものであり、「背景技術」段落に記載される内容は、当技術分野の常用知識を持っている者が把握していること以外の従来技術も含むことができる。「背景技術」段落に記載される内容について、「背景技術」の内容又は本発明の一個又は複数個の実施例が解決しようとする問題を代表するものは、本発明の出願前に当技術分野の常用知識を持っている者が既に把握又は承知しているものではない。
本発明は、電気制御の方式で視野角を制御する視野角切り替え可能な表示装置を提供する。
なお、本発明の他の目的及び利点は、本発明に開示されている手段から更に分かる。
上記本発明の目的の一つ、一部若しくは全部、又は他の目的を達成するため、本発明の１つの実施例は、表示パネルと、電気制御視野角切替器と、電気制御光散乱切替器と、バックライトモジュールと、を含み、前記電気制御視野角切替器は、前記表示パネルに対向し、且つ２つの第１透光基板、前記２つの第１透光基板の間に位置する２つの第１透光導電層、前記２つの第１透光導電層の間に位置する液晶層、及び前記電気制御視野角切替器の前記表示パネルから離れた側に位置する第１偏光板を含み、前記液晶層は複数の液晶分子を含み、前記複数の液晶分子の光軸は前記第１偏光板の透過軸に平行又は垂直となり、前記電気制御光散乱切替器は、前記表示パネルと前記バックライトモジュールとの間に位置し、且つ２つの第２透光基板、前記２つの第２透光基板の間に位置する２つの第２透光導電層、及び前記２つの第２透光導電層の間に位置する電気制御高分子材料層を含むことを特徴とする視野角切り替え可能な表示装置を提供する。
上述したように、本発明の実施例は下記の利点の少なくとも１つを有する。本発明の視野角切り替え可能な表示装置では、電気制御視野角切替器を覗き見防止モードと共用モードとの間に切り替えることができ、電気制御光散乱切替器を透明状態と散乱状態との間に切り替えることができる。電気制御視野角切替器を覗き見防止モードに切り替え、それに応じて電気制御光散乱切替器を透明状態に切り替えた場合、光束が電気制御光散乱切替器を通過する際に散乱せず、且つ光束が電気制御視野角切替器を通過する際に、覗き見防止方向における大角度の光束が吸収される。このため、大きい視野角で視野角切り替え可能な表示装置を視聴する視聴者は表示映像を見えないため、覗き見防止の効果を達成できる。電気制御視野角切替器を共用モードに切り替え、それに応じて電気制御光散乱切替器を散乱状態に切り替えた場合、光束が電気制御光散乱切替器を通過する際に散乱し、視野角を拡大しやすくなり、且つ光束が電気制御視野角切替器を通過する際に、覗き見防止方向における大角度の光束の強度比率が実質的に影響を受けない。このため、大きい視野角で視野角切り替え可能な表示装置を視聴する視聴者は表示映像を見えるため、表示映像（情報）を共用するという効果を達成できる。
本発明の上述した特徴及び利点をより明確に分かるように、図面を参照しながら、下記実施例に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施例の視野角切り替え可能な表示装置の断面を示す図である。 図１における電気制御視野角切替器の共用モードにおける断面を示す図である。 図１における電気制御視野角切替器の覗き見防止モードにおける断面を示す図である。 入射角度と透過率の関係を示す図である。 図１における電気制御光散乱切替器の第１実施形態の散乱状態における断面を示す図である。 図１における電気制御光散乱切替器の第１実施形態の透明状態における断面を示す図である。 図１における電気制御光散乱切替器の第２実施形態の散乱状態における断面を示す図である。 図１における電気制御光散乱切替器の第２実施形態の透明状態における断面を示す図である。 図１における電気制御光散乱切替器の第３実施形態の散乱状態における断面を示す図である。 図１における電気制御光散乱切替器の第３実施形態の透明状態における断面を示す図である。 図１におけるバックライトモジュールの断面を示す図。 本発明の他の実施例の視野角切り替え可能な表示装置の断面を示す図である。 本発明の他の実施例の視野角切り替え可能な表示装置の断面を示す図である。 本発明の他の実施例の視野角切り替え可能な表示装置の断面を示す図である。 本発明の他の実施例の視野角切り替え可能な表示装置の断面を示す図である。 本発明の他の実施例の視野角切り替え可能な表示装置の断面を示す図である。 本発明の他の実施例の視野角切り替え可能な表示装置の断面を示す図である。 本発明の他の実施例の視野角切り替え可能な表示装置の断面を示す図である。 本発明の他の実施例の視野角切り替え可能な表示装置の断面を示す図である。 本発明の他の実施例の視野角切り替え可能な表示装置の断面を示す図である。 本発明の他の実施例の視野角切り替え可能な表示装置の断面を示す図である。 本発明の他の実施例の視野角切り替え可能な表示装置の断面を示す図である。 本発明の他の実施例の視野角切り替え可能な表示装置の断面を示す図である。 本発明の他の実施例の視野角切り替え可能な表示装置の断面を示す図である。 本発明の他の実施例の視野角切り替え可能な表示装置の断面を示す図である。
上述した本発明に係る技術的内容、特徴及び効果は、以下の図面を参照しながら、好適な実施形態の詳細な説明に示されるように、明らかである。以下実施形態に言及される「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」等の方向の用語は、単なる図面を参照する際に、単なる方向を参考する説明用の用語であり、本発明は方向の用語に示されるものに限定されない。
図１は本発明の第１実施例の視野角切り替え可能な表示装置の断面を示す図である。図２Ａ及び図２Ｂはそれぞれ図１における電気制御視野角切替器の共用モード及び覗き見防止モードにおける断面を示す図である。図３は入射角度と透過率の関係を示す図である。図４Ａ及び図４Ｂはそれぞれ図１における電気制御光散乱切替器の第１実施形態の透明状態における断面を示す図である。図５Ａ及び図５Ｂはそれぞれ図１における電気制御光散乱切替器の第２実施形態の透明状態における断面を示す図である。図６Ａ及び図６Ｂはそれぞれ図１における電気制御光散乱切替器の第３実施形態の透明状態における断面を示す図である。図７は図１におけるバックライトモジュールの断面を示す図。
図１に示すように、視野角切り替え可能な表示装置１００は、表示パネル１１０、電気制御視野角切替器１２０、電気制御光散乱切替器１３０及びバックライトモジュール１４０を含む。表示パネル１１０は、映像（情報）の提供に適する任意の装置であってもよい。例えば、表示パネル１１０は、液晶表示パネルであってもよいが、これに限定されない。また、表示パネル１１０は、下偏光板１１２及び上偏光板１１４を含んでもよい。下偏光板１１２の透過軸Ｔ１１２と上偏光板１１４の透過軸Ｔ１１４とは互いに垂直となってもよいが、これに限定されない。もう１つの実施例では、下偏光板１１２の透過軸Ｔ１１２と上偏光板１１４の透過軸Ｔ１１４とは互いに平行となってもよい。
電気制御視野角切替器１２０は表示パネル１１０に対向している。例えば、表示パネル１１０は電気制御視野角切替器１２０と電気制御光散乱切替器１３０との間に位置してもよいが、これに限定されない。
図２Ａに示すように、電気制御視野角切替器１２０は、第１透光基板１２１、第１透光基板１２２、第１透光導電層１２３、第１透光導電層１２４、液晶層１２５、及び第１偏光板１２６を含む。
第１透光基板１２１及び第１透光基板１２２は、ガラス基板、プラスチック基板又は光の透過に適する他の種類の基板であってもよい。本実施例では、電気制御視野角切替器１２０は表示パネル１１０、電気制御光散乱切替器１３０及びバックライトモジュール１４０よりも視聴者に近く、且つ電気制御視野角切替器１２０のうち第１透光基板１２２は第１透光基板１２１よりも視聴者に近い（第１透光基板１２２は第１透光基板１２１よりも表示パネル１１０から離れた）。よって、第１透光基板１２２は、電気制御視野角切替器１２０の機械的強度を強化し、且つ視野角切り替え可能な表示装置１００の保護カバープレートを省略するように、強化ガラス基板を用いてもよい。
第１透光導電層１２３、第１透光導電層１２４及び液晶層１２５は第１透光基板１２１と第２透光基板１２２との間に位置し、第１透光導電層１２３は液晶層１２５と第１透光基板１２１との間に位置し、第１透光導電層１２４は液晶層１２５と第１透光基板１２２との間に位置する。第１透光導電層１２３及び第１透光導電層１２４の材質は、金属酸化物又は光が透過可能な他の種類の導電材質であってもよい。
液晶層１２５は、第１透光導電層１２３と第１透光導電層１２４との間に位置し、液晶層１２５は複数の液晶分子１２５１を含む。液晶分子１２５１は、第１透光導電層１２３と第１透光導電層１２４との間の電界に応じて回転し、液晶層１２５を通過した異なる入射角度の光束（例えば電気制御視野角切替器１２０に直角入射した光束Ｂ１、小さい角度で電気制御視野角切替器１２０に入射した光束Ｂ２及びＢ３、並びに大きい角度で電気制御視野角切替器１２０に入射した光束Ｂ４及びＢ５）が異なる位相遅延を発生することにより、液晶層１２５を通過した異なる入射角度の光束の偏光方向が異なる変化量を有する。
第１偏光板１２６は、電気制御視野角切替器１２０の表示パネル１１０から離れた側に位置する。本実施例では、第１偏光板１２６は、例えば表示パネル１１０から比較的に離れた第１透光基板１２２に配置されている。
各液晶分子１２５１は光軸Ｔ１２５１を有し、第１偏光板１２６は透過軸Ｔ１２６を有する。本実施例では、第１偏光板１２６の透過軸Ｔ１２６は第１方向Ｄ１に平行となり、液晶分子１２５１の光軸Ｔ１２５１も第１方向Ｄ１に平行となり、即ち液晶分子１２５１の光軸Ｔ１２５１は第１偏光板１２６の透過軸Ｔ１２６に平行となっているが、これに限定されない。もう１つの実施例では、液晶分子１２５１の光軸Ｔ１２５１は第１偏光板１２６の透過軸Ｔ１２６に垂直となってもよい。
図１乃至図２Ｂに示すように、第１偏光板１２６の透過軸Ｔ１２６と表示パネル１１０における上偏光板１１４の透過軸Ｔ１１４とが互いに平行となるようにすることによって、電気制御視野角切替器１２０に入射した光束の偏光状態は第１偏光板１２６の透過軸Ｔ１２６に平行となる。
図２Ａに示すように、電気制御視野角切替器１２０をオフにした場合（第１透光導電層１２３と第１透光導電層１２４との間に電位差がない）、液晶分子１２５１により各入射角度の光束に位相遅延が生じられない。よって、光束Ｂ１、光束Ｂ２、光束Ｂ３、光束Ｂ４及び光束Ｂ５の偏光状態は液晶層１２５を透過した後に変更されないため、光束Ｂ１、光束Ｂ２、光束Ｂ３、光束Ｂ４及び光束Ｂ５は第１偏光板１２６を透過できる（図３における曲線Ｃ１参照）。即ち、電気制御視野角切替器１２０をオフにした場合、視野角に影響を与えず、この状態を共用モードと称する。
一方、図２Ｂに示すように、電気制御視野角切替器１２０をオンにした場合（第１透光導電層１２３と第１透光導電層１２４との間に電位差がある）、液晶分子１２５１により各入射角度の光束に異なる位相遅延が生じられる。よって、少なくとも一部の光束（例えば光束Ｂ２、光束Ｂ３、光束Ｂ４及び光束Ｂ５）の偏光状態は液晶層１２５を透過した後に変更され、入射角度が大きくなることに伴い、電気制御視野角切替器１２０の第２方向Ｄ２における（即ち第１偏光板１２６の透過軸Ｔ１２６に垂直な方向における）透過率は小さくなる（図３における曲線Ｃ２参照）。即ち、電気制御視野角切替器１２０をオンにした場合、第２方向Ｄ２において入射角度が比較的に大きい光束（例えば光束Ｂ４及び光束Ｂ５）は第１偏光板１２６を透過できなく、この状態を覗き見防止モードと称する。
図２Ｂ及び図３における曲線Ｃ３に示すように、液晶層１２５の位相遅延量が十分に大きい場合は、入射角度が大きくなることに伴い、電気制御視野角切替器１２０の透過率は、小さくなり、次いで大きくなる。即ち、液晶層１２５の厚さ又は液晶分子１２５１の屈折率の差（ΔＮ、ΔＮ＝Ｎｅ－Ｎｏ）を調整することによって、液晶層１２５の位相遅延量を変更でき、電気制御視野角切替器１２０の第２方向Ｄ２における透過率をさらに制御し、即ち第２方向Ｄ２における視野角の大きさをさらに制御できる。
液晶分子１２５１の光軸Ｔ１２５１の第１偏光板１２６における正投影は覗き見防止方向（例えば第２方向Ｄ２及びその逆方向）に垂直となり、第１偏光板１２６の透過軸Ｔ１２６は覗き見防止方向に垂直又は平行となってもよい。本実施例では、第１偏光板１２６の透過軸Ｔ１２６が第１方向Ｄ１に平行となり、且つ覗き見防止方向が第２方向Ｄ２及びその逆方向であり、即ち第１偏光板１２６の透過軸Ｔ１２６は覗き見防止方向に垂直となっているが、これに限定されない。もう１つの実施例では、第１偏光板１２６の透過軸Ｔ１２６が第２方向Ｄ２に平行となり、この場合は覗き見防止方向が依然として第２方向Ｄ２及びその逆方向であってもよく、即ち第１偏光板１２６の透過軸Ｔ１２６は覗き見防止方向に平行となってもよい。この構成では、それに応じて、電気制御視野角切替器１２０に入射した光束の偏光状態が第１偏光板１２６の透過軸Ｔ１２６に平行となるように、図１における表示パネル１１０の上偏光板１１４の透過軸Ｔ１１４が第２方向Ｄ２に平行する必要がある。また、下偏光板１１２の透過軸Ｔ１１２と上偏光板１１４の透過軸Ｔ１１４とが互いに垂直となる構成では、それに応じて、表示パネル１１０の下偏光板１１２の透過軸Ｔ１１２も第１方向Ｄ１に平行する必要がある。
異なる要求に応じて、電気制御視野角切替器１２０は他のフィルム層をさらに含んでもよい。例えば、電気制御視野角切替器１２０は、配向層１２７及び配向層１２８をさらに含んでもよく、配向層１２７は液晶層１２５と第１透光導電層１２３との間に位置し、配向層１２８は液晶層１２５と第１透光導電層１２４との間に位置する。
図１及び図４Ａに示すように、電気制御光散乱切替器１３０は、表示パネル１１０の下方に位置し、且つ表示パネル１１０とバックライトモジュール１４０との間に位置する。電気制御光散乱切替器１３０は、第２透光基板１３１、第２透光基板１３２、第２透光導電層１３３、第２透光導電層１３４及び電気制御高分子材料層１３５を含む。
第２透光基板１３１及び第２透光基板１３２は、ガラス基板、プラスチック基板又は光の透過に適する他の種類の基板であってもよい。第２透光導電層１３３、第２透光導電層１３４及び電気制御高分子材料層１３５は第２透光基板１３１と第２透光基板１３２との間に位置し、第２透光導電層１３３は電気制御高分子材料層１３５と第２透光基板１３１との間に位置し、第２透光導電層１３４は電気制御高分子材料層１３５と第２透光基板１３２との間に位置する。第２透光導電層１３３及び第２透光導電層１３４の材質は、金属酸化物又は光が透過可能な他の種類の導電材質であってもよい。電気制御高分子材料層１３５は、第２透光導電層１３３と第２透光導電層１３４との間に位置する。電気制御高分子材料層１３５は、高分子分散液晶、ポリマーネットワーク液晶、又は二周波液晶と反応性液晶とを含有する組成物を含んでもよい。図４Ａ及び図４Ｂ、図５Ａ及び図５Ｂ、並びに図６Ａ及び図６Ｂは、電気制御高分子材料層１３５の３つの実施形態をそれぞれ示しているが、これらに限定されない。
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、電気制御高分子材料層１３５は例えば複数の液晶微粒子１３５１及び高分子材料１３５２を含んでもよく、液晶微粒子１３５１は高分子材料１３５２内に分布している。電気制御高分子材料層１３５が電圧で駆動されていない場合、図４Ａに示すように、液晶微粒子１３５１は散乱状態となり、光束Ｂは液晶微粒子１３５１を通過する際に散乱する。電気制御高分子材料層１３５が電圧で駆動されている場合、図４Ｂに示すように、液晶微粒子１３５１は透明状態となり、光束Ｂは液晶微粒子１３５１を通過する際に散乱しない。
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、電気制御高分子材料層１３５は例えば複数の液晶分子１３５３及び高分子ネットワーク１３５４を含んでもよい。電気制御高分子材料層１３５Ａが電圧で駆動されていない場合、図５Ａに示すように、液晶分子１３５３は散乱分布となり、散乱状態となる。電気制御高分子材料層１３５Ａが電圧で駆動されている場合、図５Ｂに示すように、液晶分子１３５３の光軸Ｔ１３５３は電界に平行となり、透明状態となる。
また、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、電気制御高分子材料層１３５Ｂは二周波液晶１３５５と反応性液晶１３５６（又は異方性高分子ネットワーク）とを含有する組成物を含んでもよい。また、電気制御光散乱切替器１３０は、垂直配向層１３６及び垂直配向層１３７をさらに含んでもよい。垂直配向層１３６は電気制御高分子材料層１３５Ｂと第２透光導電層１３３との間に位置し、垂直配向層１３７は電気制御高分子材料層１３５Ｂと第２透光導電層１３４との間に位置する。
電気制御高分子材料層１３５Ｂが高周波数電圧で駆動されている場合、図６Ａに示すように、二周波液晶１３５５の分子モーメントは光軸に垂直となり、垂直配向層１３６、垂直配向層１３７及び反応性液晶１３５６近傍に位置する二周波液晶１３５５はアンカリング力により電界で回転せず、垂直配向層１３６、垂直配向層１３７及び反応性液晶１３５６近傍に位置しない二周波液晶１３５５は電界で回転し、一部の二周波液晶１３５５は電界方向に垂直となり、一部の二周波液晶１３５５は電界方向に平行となるため、散乱状態となる。電気制御高分子材料層１３５Ｂが高周波数電圧で駆動されていない場合、図６Ｂに示すように、二周波液晶１３５５の分子モーメントは光軸に平行となり、二周波液晶１３５５及び反応性液晶１３５６の光軸は電界方向に略平行となるため、透明状態となる。また、図４Ｂ及び図５Ｂに示す透明状態に比べて、二周波液晶１３５５及び反応性液晶１３５６の異常光屈折率（Ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ）が常光屈折率（Ｏｒｄｉｎａｒｙ Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ Ｉｎｄｅｘ）に近いため、透明状態では斜め入射光の散乱を抑制でき、電気制御光散乱切替器１３０から出射する時の斜め入射光と第２透光基板１３２の法線ベクトルとの夾角は比較的に小さくなり（図４Ｂ、図５Ｂ及び図６Ｂにおける最右側の光束Ｂ参照）、覗き見防止効果を向上できる。
図１及び図７に示すように、バックライトモジュール１４０は電気制御光散乱切替器１３０の下方に位置し、電気制御光散乱切替器１３０は表示パネル１１０とバックライトモジュール１４０との間に位置する。図７は図１におけるバックライトモジュール１４０の１つの実施形態を示しているが、これに限定されない。
図７に示すように、バックライトモジュール１４０は、光源１４１、導光板１４２、反射シート１４３、減光シート１４４及び逆プリズムシート１４５を含んでもよい。光源１４１は導光板１４２の側面に位置する。導光板１４２は、逆プリズムシート１４５と反射シート１４３との間に位置する。減光シート１４４は、導光板１４２と反射シート１４３との間に位置する。
さらに、導光板１４２は、入光面ＳＩ、底面ＳＢ及び出光面ＳＥを有し、入光面ＳＩは底面ＳＢ及び出光面ＳＥに接続し、底面ＳＢには複数の微構造１４２１が形成されてもよい。光源１４１は、導光板１４２の入光面ＳＩの傍に位置し、且つ入光面ＳＩに照明用の光束を射出できる。反射シート１４３及び減光シート１４４は底面ＳＢの下方に配置され、逆プリズムシート１４５は出光面ＳＥの上方に配置されている。本実施例では、微構造１４２１及び逆プリズムシートの柱状プリズム（図示せず）の延伸方向はそれぞれ覗き見防止方向（即ち第２方向Ｄ２及びその逆方向）に平行となるが、これに限定されない。もう１つの実施例では、微構造１４２１及び逆プリズムシートの柱状プリズムの延伸方向はそれぞれ覗き見防止方向に垂直となってもよい。
減光シート１４４は、反射シート１４３により導光板１４２に反射された光束を低減させ、これらの光束が導光板１４２の微構造１４２１により散乱され、斜めの散乱光が生じることを回避するように構成されている。このように、よりよい覗き見防止効果を取得できる。例えば、減光シート１４４は、光吸収材（例えば染料）を含有する半透過フィルム、吸収型偏光板、又は吸収型偏光板及び反射型偏光板により構成された複合偏光板であってもよい。１つの実施例では、減光シート１４４の設置を省略してもよい。また、覗き見防止効果をさらに向上させるように、反射率の比較的に高い（例えば９０％よりも大きい）反射シートの代わりに反射率の比較的に低い（例えば５０％よりも小さい）反射シートを用いてもよい。
減光シート１４４が光吸収材を含有する半透過フィルムである場合は、減光シート１４４の吸収率が低いほど、透過率が高くなる。即ち、減光シート１４４の吸収率が低いほど、反射シート１４３により導光板１４２に反射された光束が多くなる。よって、表示パネル１１０の輝度が高いほど、覗き見防止効果が悪くなる。減光シート１４４の透過率が６０％よりも大きい場合、表示パネル１１０は、比較的に高い輝度及び比較的に悪い覗き見防止効果を有する。減光シート１４４の透過率が６０％よりも低い場合、表示パネル１１０は、比較的に低い輝度を有するが、比較的に良い覗き見防止効果を有する。
図１及び図７に示すように、減光シート１４４が吸収型偏光板である場合は、吸収型偏光板の透過軸（図示せず）が表示パネル１１０の下偏光板１１２の透過軸Ｔ１１２に平行となるとき、比較的に高い輝度を取得できるが、反射シート１４３により導光板１４２に反射された光束が多いため、覗き見防止効果は比較的に悪い。吸収型偏光板の透過軸が表示パネル１１０の下偏光板１１２の透過軸Ｔ１１２に垂直となるとき、表示パネル１１０の輝度が比較的に低いが、反射シート１４３により導光板１４２に反射された光束は比較的に高い比率で表示パネル１１０の下偏光板１１２により吸収されているため、覗き見防止効果は比較的に良い。このため、必要な輝度及び覗き見防止効果に応じて、吸収型偏光板の透過軸と表示パネル１１０の下偏光板１１２の透過軸Ｔ１１２との夾角の角度を調整してもよい。
減光シート１４４が吸収型偏光板及び反射型偏光板により構成された複合偏光板である場合は、減光シート１４４における吸収型偏光板は、反射型偏光板と反射シート１４３との間に位置してもよい。また、必要な輝度及び覗き見防止効果を取得するために、吸収型偏光板の透過軸と反射型偏光板の透過軸（又は反射軸）との夾角の角度を調整し、導光板１４２に反射され、且つ導光板１４２の微構造１４２１により散乱した光束の表示パネル１１０の下偏光板１１２を通過する比率を調整してもよい。
表１は、表示パネルの下偏光板の透過軸の角度と減光シートの反射型偏光板の反射軸（反射型偏光板の透過軸と９０度をなす）の角度と減光シートの吸収型偏光板の透過軸の角度との相対的関係の輝度及び覗き見防止効果への影響を示している。表１では、数字１乃至４は表示パネルの輝度及び覗き見防止効果の優劣を表す。具体的には、表示パネルの輝度について、数字が大きいほど、輝度が高くなる。覗き見防止効果について、数字が大きいほど、覗き見防止効果が良くなる。なお、表１における下偏光板の透過軸の角度を０度で示すことは単なる説明の便宜上であり、実際な表示パネルの下偏光板の透過軸の角度は他の任意の角度であってもよく、反射型偏光板の反射軸の角度と吸収型偏光板の透過軸の角度との相対的な夾角が変わらなければ、表示パネルの輝度及び覗き見防止効果の評価も変わらない。
Figure 0007114247000001
 また、減光シートについては、反射型偏光板の反射軸の角度及び吸収型偏光板の透過軸の角度が０度又は９０度でない場合は、表示パネルの輝度及び覗き見防止効果の評価は対応する角度の区間に入る。例えば、表示パネルの下偏光板の透過軸の角度が０度であり、反射型偏光板の反射軸の角度が０度であり、吸収型偏光板の透過軸の角度が２０度である場合は、表示パネルの輝度の評価は４と３との間にあり、覗き見防止効果の評価は２と１との間にある。よって、高い表示パネルの輝度及び悪い覗き見防止効果が必要である場合は、表示パネルの下偏光板の透過軸の角度が０度であるとき、「反射型偏光板の反射軸の角度が０度であり、且つ吸収型偏光板の透過軸の角度が０度～９０度又は０度～４５度である」ことを選択してもよい。低い表示パネルの輝度及び良い覗き見防止効果が必要である場合は、表示パネルの下偏光板の透過軸の角度が０度であるとき、「反射型偏光板の反射軸の角度が９０度であり、且つ吸収型偏光板の透過軸の角度が０度～９０度又は４５度～９０度である」ことを選択してもよい。
図８乃至図２１はそれぞれ本発明の他の実施例の視野角切り替え可能な表示装置の断面を示す図であり、図８及び図９はそれぞれ視野角切り替え可能な表示装置の表示パネル、電気制御光散乱切替器及びバックライトモジュールの図示を省略している。以下の実施例では、同一又は類似の素子について同一又は類似の符号で示し、関連する内容は図１乃至図７における対応説明を参照してもよく、重複の説明を省略する。
図８に示すように、視野角切り替え可能な表示装置は、タッチ感知機能を提供するタッチ感知素子１５０をさらに含んでもよい。タッチ感知素子１５０は第１偏光板１２６と第１透光基板１２２との間に位置してもよく、タッチ感知素子１５０は単一の層又は複数の層のタッチ感知電極（図示せず）を有してもよい。タッチ感知電極は、第１透光基板１２２又は第１偏光板１２６の上に配置されてもよい。或いは、複数の層のタッチ感知電極は、第１透光基板１２２及び第１偏光板１２６の上にそれぞれ配置され、絶縁の透光接着層により接合されてもよい。さらに、タッチ感知電極は、図示しない少なくとも１つのフィルム又は少なくとも１つの基板の上に配置され、透光接着層により第１透光基板１２２及び第１偏光板１２６と接合されてもよい。
また、視野角切り替え可能な表示装置は装飾層１６０をさらに含んでもよい。装飾層１６０は電気制御視野角切替器１２０の上方に位置し、第１偏光板１２６は装飾層１６０とタッチ感知素子１５０との間に位置する。装飾層１６０は、例えば見せたくない素子（例えばタッチ感知素子１５０における周辺リード線）を遮蔽するように、第１偏光板１２６の周辺に配置されてもよい。また、装飾層１６０は、表示光束の遮蔽を回避するように、表示パネル１１０の表示領域を露出させる。装飾層１６０は、インク又は他の光吸収材を用いてもよい。
もう１つの実施例では、図９に示すように、タッチ感知素子１５０は第１偏光板１２６の上方に位置してもよい。具体的には、タッチ感知素子１５０及び装飾層１６０は、タッチ感知素子１５０が装飾層１６０と第１偏光板１２６との間に位置するように、電気制御視野角切替器１２０の上方に順次積層されてもよい。
図１及び図１０に示すように、視野角切り替え可能な表示装置１００Ａは図１の視野角切り替え可能な表示装置１００と類似し、両者の主な差異は以下の通りである。図１の視野角切り替え可能な表示装置１００では、表示パネル１１０は電気制御視野角切替器１２０と電気制御光散乱切替器１３０との間に位置し、第１偏光板１２６は第１透光基板１２２（図２Ａ参照）の上に配置されている。図１０の視野角切り替え可能な表示装置１００Ａでは、電気制御視野角切替器１２０は表示パネル１１０と電気制御光散乱切替器１３０との間に位置し、第１偏光板１２６は第１透光基板１２１（図２Ａ参照）の表示パネル１１０から離れた側に配置され、第１透光基板１２１は第１偏光板１２６と第１透光導電層１２３との間に位置する。また、第１偏光板１２６の透過軸Ｔ１２６は、表示パネル１１０のうち第１偏光板１２６に比較的に近い偏光板の透過軸、例えば下偏光板１１２の透過軸Ｔ１１２に平行となる。
図１及び図１１に示すように、視野角切り替え可能な表示装置１００Ｂは図１の視野角切り替え可能な表示装置１００と類似し、両者の主な差異は以下の通りである。図１１の視野角切り替え可能な表示装置１００Ｂは偏光式視野角制御素子１７０をさらに含む。偏光式視野角制御素子１７０は、バックライトモジュール１４０の上方に位置し、且つ位相遅延フィルム１７２及び第２偏光板１７４を含み、第２偏光板１７４は位相遅延フィルム１７２の表示パネル１１０から離れた側に配置されている。本実施例では、偏光式視野角制御素子１７０が電気制御視野角切替器１２０の上方に位置することによって、電気制御視野角切替器１２０は偏光式視野角制御素子１７０と表示パネル１１０との間に位置し、位相遅延フィルム１７２は第２偏光板１７４と電気制御視野角切替器１２０との間に位置する。
位相遅延フィルム１７２は例えばＣプレートであり、位相遅延フィルム１７２の光軸Ｔ１７２は第１偏光板１７４に垂直となる。第２偏光板１７４は例えば吸収型偏光板であり、第２偏光板１７４の透過軸Ｔ１７４は第１偏光板１２６の透過軸Ｔ１２６に平行となる。この構成では、偏光式視野角制御素子１７０は、方位角での覗き見防止方向（例えば第２方向Ｄ２及びその逆方向）との夾角が４５±１５度の光束をさらに除去でき、方位角での覗き見防止の角度範囲を拡大できる。
もう１つの実施例では、位相遅延フィルム１７２はＯプレートであってもよい。このように、偏光式視野角制御素子１７０は、覗き見防止方向において光束除去の角度範囲をさらに拡大でき、覗き見防止方向における覗き見防止の角度範囲を拡大できる。もう１つの実施例では、位相遅延フィルム１７２は、方位角での覗き見防止の角度範囲を拡大でき、覗き見防止方向における覗き見防止の角度範囲を拡大できるように、Ｏプレート及びＣプレートにより構成された複合プレートであってもよい。
図１１及び図１２に示すように、視野角切り替え可能な表示装置１００Ｃは図１１の視野角切り替え可能な表示装置１００Ｂと類似し、両者の主な差異は以下の通りである。図１２の視野角切り替え可能な表示装置１００Ｃでは、偏光式視野角制御素子１７０は電気制御視野角切替器１２０と表示パネル１１０との間に位置し、位相遅延フィルム１７２は第２偏光板１７４と表示パネル１１０との間に位置する。
図１２及び図１３に示すように、視野角切り替え可能な表示装置１００Ｄは図１２の視野角切り替え可能な表示装置１００Ｃと類似し、両者の主な差異は以下の通りである。図１３の視野角切り替え可能な表示装置１００Ｄでは、偏光式視野角制御素子１７０は表示パネル１１０と電気制御光散乱切替器１３０との間に位置し、第２偏光板１７４は位相遅延フィルム１７２と電気制御光散乱切替器１３０との間に位置する。また、第２偏光板１７４の透過軸Ｔ１７４は、表示パネル１１０のうち第２偏光板１７４に比較的に近い偏光板の透過軸、例えば下偏光板１１２の透過軸Ｔ１１２に平行となる。
図１３及び図１４に示すように、視野角切り替え可能な表示装置１００Ｅは図１３の視野角切り替え可能な表示装置１００Ｄと類似し、両者の主な差異は以下の通りである。図１４の視野角切り替え可能な表示装置１００Ｅでは、偏光式視野角制御素子１７０は電気制御光散乱切替器１３０とバックライトモジュール１４０との間に位置し、第２偏光板１７４は位相遅延フィルム１７２とバックライトモジュール１４０との間に位置する。
図１０及び図１５に示すように、視野角切り替え可能な表示装置１００Ｆは図１０の視野角切り替え可能な表示装置１００Ａと類似し、両者の主な差異は以下の通りである。図１５の視野角切り替え可能な表示装置１００Ｆは偏光式視野角制御素子１７０をさらに含み、偏光式視野角制御素子１７０の各層の関連説明は明細書における図１１の偏光式視野角制御素子１７０に対応する関連説明を参照し、ここで重複な説明を省略する。
図１５及び図１６に示すように、視野角切り替え可能な表示装置１００Ｇは図１５の視野角切り替え可能な表示装置１００Ｆと類似し、両者の主な差異は以下の通りである。図１６の視野角切り替え可能な表示装置１００Ｇでは、偏光式視野角制御素子１７０は表示パネル１１０と電気制御視野角切替器１２０との間に位置し、第２偏光板１７４は位相遅延フィルム１７２と電気制御視野角切替器１２０との間に位置する。第２偏光板１７４の透過軸Ｔ１７４は、表示パネル１１０のうち第２偏光板１７４に比較的に近い偏光板の透過軸、例えば下偏光板１１２の透過軸Ｔ１１２に平行となる。
図１６及び図１７に示すように、視野角切り替え可能な表示装置１００Ｈは図１６の視野角切り替え可能な表示装置１００Ｇと類似し、両者の主な差異は以下の通りである。図１７の視野角切り替え可能な表示装置１００Ｈでは、偏光式視野角制御素子１７０は電気制御視野角切替器１２０と電気制御光散乱切替器１３０との間に位置し、第２偏光板１７４は位相遅延フィルム１７２と電気制御光散乱切替器１３０との間に位置する。
図１７及び図１８に示すように、視野角切り替え可能な表示装置１００Ｉは図１７の視野角切り替え可能な表示装置１００Ｈと類似し、両者の主な差異は以下の通りである。図１８の視野角切り替え可能な表示装置１００Ｉでは、偏光式視野角制御素子１７０は電気制御光散乱切替器１３０とバックライトモジュール１４０との間に位置し、第２偏光板１７４は位相遅延フィルム１７２とバックライトモジュール１４０との間に位置する。
図１１及び図１９に示すように、視野角切り替え可能な表示装置１００Ｊは図１１の視野角切り替え可能な表示装置１００Ｂと類似し、両者の主な差異は以下の通りである。図１９の視野角切り替え可能な表示装置１００Ｊでは、表示パネル１１０の下偏光板１１２の透過軸Ｔ１１２は第１方向Ｄ１に平行となり、表示パネル１１０の上偏光板１１４の透過軸Ｔ１１４、第１偏光板１２６の透過軸Ｔ１２６及び第２偏光板１７４の透過軸Ｔ１７４は第２方向Ｄ２に平行となる。また、位相遅延フィルム１７２はＯプレートであり、位相遅延フィルム１７２の光軸Ｔ１７２は第１方向Ｄ１に対して傾斜している。即ち、位相遅延フィルム１７２の光軸Ｔ１７２は第１方向Ｄ１に垂直となっておらず、且つ平行となっていない。また、位相遅延フィルム１７２の光軸Ｔ１７２の第２偏光板１７４における正投影は第２方向Ｄ２（覗き見防止方向）に垂直となる。
なお、本実施例では図１の構成に対して上記の改良を行っているが、上記の改良（Ｃプレートの代わりにＯプレートを用いること、及び複数の層の透過軸の方向の変更）は図１２乃至図１８の実施例にも適用されてもよい。
図１及び図２０に示すように、視野角切り替え可能な表示装置１００Ｋは図１の視野角切り替え可能な表示装置１００と類似し、両者の主な差異は以下の通りである。視野角切り替え可能な表示装置１００Ｋは、図７の減光シート１４４の代わりに偏光式視野角制御素子１８０を用いる。偏光式視野角制御素子１８０は導光板１４２と反射シート１４３との間に位置し、偏光式視野角制御素子１８０は、第３偏光板１８２、第３偏光板１８４、及び第３偏光板１８２と第３偏光板１８４との間に位置する位相遅延フィルム１８６を含む。
第３偏光板１８２及び第３偏光板１８４はそれぞれ吸収型偏光板又は反射型偏光板であってもよく、第３偏光板１８２の透過軸Ｔ１８２及び第３偏光板１８４の透過軸Ｔ１８４はそれぞれ表示パネル１１０の下偏光板１１２の透過軸Ｔ１１２に平行となっている。例えば、第３偏光板１８２及び第３偏光板１８４は共に吸収型偏光板であってもよい。或いは、第３偏光板１８２は吸収型偏光板であり、第３偏光板１８４は反射型偏光板であってもよい。
位相遅延フィルム１８６は、Ｏプレート又はＣプレートであってもよい。即ち、位相遅延フィルム１８６の光軸Ｔ１８６は第３偏光板１８２に垂直となってもよい。或いは、位相遅延フィルム１８６の光軸Ｔ１８６は第１方向に対して傾斜し、位相遅延フィルム１８６の光軸Ｔ１８６の第３偏光板１８２における正投影は第２方向（覗き見防止方向）に垂直となってもよい。
偏光式視野角制御フィルムは６０度～８０度の光束を除去し、反射シート１４３により導光板１４２に反射された光束が導光板１４２の微構造１４２１により散乱することによる大視野角の光漏れを防止でき、覗き見防止効果を向上できる。
なお、本実施例では図１の構成に対して上記の改良を行っているが、上記の改良（図７の減光シート１４４の代わりに偏光式視野角制御素子１８０を用いること）は他の実施例にも適用されてもよい。
図２０及び図２１に示すように、視野角切り替え可能な表示装置１００Ｌは図２０の視野角切り替え可能な表示装置１００Ｋと類似し、両者の主な差異は以下の通りである。図２１の視野角切り替え可能な表示装置１００Ｌでは、偏光式視野角制御素子１８０Ａの第３偏光板１８２及び第３偏光板１８４はそれぞれ吸収型偏光板であり、偏光式視野角制御素子１８０Ａは反射型偏光板１８８をさらに含む。反射型偏光板１８８は偏光式視野角制御素子１８０Ａの導光板１４２に近い側に位置する。具体的には、反射型偏光板１８８は例えば第３偏光板１８４の上に配置され、第３偏光板１８４は反射型偏光板１８８と位相遅延フィルム１８６との間に位置する。反射型偏光板１８８の透過軸Ｔ１８８は、第３偏光板１８２の透過軸Ｔ１８２及び第３偏光板１８４の透過軸Ｔ１８４に平行となっている。これによって、表示パネル１１０の輝度を向上できる。
上述したように、本発明の実施例は下記の利点の少なくとも１つを有する。本発明の視野角切り替え可能な表示装置では、電気制御視野角切替器を覗き見防止モードと共用モードとの間に切り替えることができ、電気制御光散乱切替器を透明状態と散乱状態との間に切り替えることができる。電気制御視野角切替器を覗き見防止モードに切り替え、それに応じて電気制御光散乱切替器を透明状態に切り替えた場合、光束が電気制御光散乱切替器を通過する際に散乱せず、且つ光束が電気制御視野角切替器を通過する際に、覗き見防止方向における大角度の光束が吸収される。このため、大きい視野角で視野角切り替え可能な表示装置を視聴する視聴者は表示映像を見えないため、覗き見防止の効果を達成できる。電気制御視野角切替器を共用モードに切り替え、それに応じて電気制御光散乱切替器を散乱状態に切り替えた場合、光束が電気制御光散乱切替器を通過する際に散乱し、視野角を拡大しやすくなり、且つ光束が電気制御視野角切替器を通過する際に、覗き見防止方向における大角度の光束の強度比率が実質的に影響を受けない。このため、大きい視野角で視野角切り替え可能な表示装置を視聴する視聴者は表示映像を見えるため、表示映像（情報）を共用するという効果を達成できる。
上記の説明は、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明の実施の範囲がこれらに限定されず、本発明の特許請求の範囲及び明細書の内容に基づいて、当業者によって何れの変更及び修飾が可能であり、本発明の保護範囲は特許請求の範囲を基準とする。また、本発明の実施例又は特許請求の範囲は何れも本発明により開示された目的又は利点又は特徴の全てを必ずしも実現する必要はない。また、要約部分と発明の名称は単に特許文献のサーチ作業を補助するためのものであり、本発明の権利範囲を限定するものではない。また、本明細書又は特許請求の範囲における「第１」、「第２」等の用語は単なる部材（ｅｌｅｍｅｎｔ）の名称を命名する或いは異なる実施例又は範囲を区別するためのものであり、部材の数の上限又は下限を限定するものではない。
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ、１００Ｈ、１００Ｉ、１００Ｊ、１００Ｋ、１００Ｌ 視野角切り替え可能な表示装置
１１０ 表示パネル
１１２ 下偏光板
１１４ 上偏光板
１２０ 電気制御視野角切替器
１２１、１２２ 第１透光基板
１２３、１２４ 第１透光導電層
１２５ 液晶層
１２６ 第１偏光板
１２７、１２８ 配向層
１３０ 電気制御光散乱切替器
１３１、１３２ 第２透光基板
１３３、１３４ 第２透光導電層
１３５、１３５Ａ、１３５Ｂ 電気制御高分子材料層
１３６、１３７ 垂直配向層
１４０ バックライトモジュール
１４１ 光源
１４２ 導光板
１４３ 反射シート
１４４ 減光シート
１４５ 逆プリズムシート
１５０ タッチ感知素子
１６０ 装飾層
１７０、１８０、１８０Ａ 偏光式視野角制御素子
１７２、１８６ 位相遅延フィルム
１７４ 第２偏光板
１８２、１８４ 第３偏光板
１８８ 反射型偏光板
１２５１、１３５３ 液晶分子
１３５１ 液晶微粒子
１３５２ 高分子材料
１３５４ 高分子ネットワーク
１３５５ 二周波液晶
１３５６ 反応性液晶
１４２１ 微構造
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５ 光束
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ 曲線
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
ＳＢ 底面
ＳＥ 出光面
ＳＩ 入光面
Ｔ１１２、Ｔ１１４、Ｔ１２６、Ｔ１７４、Ｔ１８２、Ｔ１８４、Ｔ１８８ 透過軸
Ｔ１７２、Ｔ１８６、Ｔ１２５１、Ｔ１３５３ 光軸

Claims (9)

  1. 表示パネルと、電気制御視野角切替器と、電気制御光散乱切替器と、バックライトモジュールと、を含み、
    前記電気制御視野角切替器は、前記表示パネルに対向し、且つ２つの第１透光基板、前記２つの第１透光基板の間に位置する２つの第１透光導電層、前記２つの第１透光導電層の間に位置する液晶層、及び前記電気制御視野角切替器の前記表示パネルから離れた側に位置する第１偏光板を含み、前記液晶層は複数の液晶分子を含み、前記複数の液晶分子の光軸は前記第１偏光板の透過軸に平行又は垂直となり、
    前記電気制御光散乱切替器は、前記表示パネルと前記バックライトモジュールとの間に位置し、且つ２つの第２透光基板、前記２つの第２透光基板の間に位置する２つの第２透光導電層、及び前記２つの第２透光導電層の間に位置する電気制御高分子材料層を含み、
    前記表示パネルは、２つの対向する偏光板を含み、
    前記第１偏光板の透過軸は、前記表示パネルの前記２つの偏光板のうちの前記第１偏光板に比較的に近い偏光板の透過軸に平行となり、
    前記バックライトモジュールは、光源、導光板、反射シート、減光シート及び逆プリズムシートを含み、
    前記光源は、前記導光板の側面に位置し、
    前記導光板は、前記逆プリズムシートと前記反射シートとの間に位置し、
    前記減光シートは、前記導光板と前記反射シートとの間に位置し、
    前記減光シートは、吸収型偏光板、又は吸収型偏光板及び反射型偏光板により構成された複合偏光板であり、
    前記減光シートは、前記反射シートにより前記導光板に反射された各光束の輝度を低減させる、ことを特徴とする視野角切り替え可能な表示装置。
  2. 前記表示パネルは前記電気制御視野角切替器と前記電気制御光散乱切替器との間に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載の視野角切り替え可能な表示装置。
  3. 前記２つの第１透光基板のうち前記表示パネルから比較的に離れた第１透光基板は強化ガラス基板である、ことを特徴とする請求項２に記載の視野角切り替え可能な表示装置。
  4. 前記第１偏光板と前記２つの第１透光基板のうち前記表示パネルから比較的に離れた第１透光基板との間に位置するタッチ感知素子と、
    前記電気制御視野角切替器の上方に位置する装飾層と、をさらに含み、
    前記第１偏光板は、前記装飾層と前記タッチ感知素子との間に位置する、ことを特徴とする請求項２に記載の視野角切り替え可能な表示装置。
  5. 前記第１偏光板の上方に位置するタッチ感知素子と、
    前記タッチ感知素子の上方に位置する装飾層と、をさらに含み、
    前記タッチ感知素子は、前記装飾層と第１偏光板との間に位置する、ことを特徴とする請求項２に記載の視野角切り替え可能な表示装置。
  6. 前記電気制御視野角切替器は、前記表示パネルと前記電気制御光散乱切替器との間に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載の視野角切り替え可能な表示装置。
  7. 前記バックライトモジュールの上方に位置し、且つ位相遅延フィルム及び第２偏光板を含む偏光式視野角制御素子、をさらに含み、
    前記第２偏光板は、前記位相遅延フィルムの前記表示パネルから離れた側に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の視野角切り替え可能な表示装置。
  8. 前記視野角切り替え可能な表示装置は、前記導光板と前記反射シートとの間に位置する偏光式視野角制御素子、をさらに含み、
    前記偏光式視野角制御素子は、２つの第３偏光板、及び前記２つの第３偏光板の間に位置する位相遅延フィルムを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の視野角切り替え可能な表示装置。
  9. 前記２つの第３偏光板のそれぞれは、吸収型偏光板であり、
    前記位相遅延フィルムは、Ｏプレート又はＣプレートであり、
    前記偏光式視野角制御素子は、前記偏光式視野角制御素子の前記導光板に近い側に位置する反射型偏光板をさらに含む、ことを特徴とする請求項８に記載の視野角切り替え可能な表示装置。
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