KR100848762B1 - 표시 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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히로시 후꾸시마
도무 다까따니
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

SW-LCD에서, 배향막을 제1 및 제2 영역으로 배향 분할하고, 또한, 투명 전극막도 상기 제1 및 제2 영역으로 패턴 분할한다. 제1 영역에서는 좌우 방향의 시야각을 제어하고, 제2 영역에서는 상하 방향의 시야각을 제어한다. 이에 의해, 광 시야각 표시 모드와 협 시야각 표시 모드의 절환을 가능하게 하는 표시 장치에서, 협 시야각 표시 모드 시에, 상하 방향과 좌우 방향의 양방의 시야각을 제어하고, 좌우 및 상하 방향의 경사로부터의 시선에 대해서 화상 인식을 방지 가능하게 하는 표시 장치를 실현한다.
표시 장치, 배향막, 시야각, 광 시야각 표시 모드, 협 시야각 표시 모드, 화상 인식, 영상 표시 수단, 표시 절환 수단, 투명 전극막

Description

표시 장치 및 전자 기기{DISPLAY AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 특히 시선 방향에 따라 시인되는 화상이 변하는 모드로 절환할 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.
근년, 전자 기기의 경량화가 진행되어 있어, 휴대 전화기나 모바일 퍼스널 컴퓨터 등 디스플레이를 갖는 전자 기기도, 갖고 나가서 공공의 장소에서 사용할 수 있게 되어 있다. 이 경우, 기밀문서나 개인적으로 열람하고자 하는 정보가 옆에 있는 사람에게도 보이게 된다는 문제가 발생하고 있다.
이 문제에 대응하여, 통상은 광 시야각 표시 모드로 설정할 수 있고, 공공의 장소로 갖고 나가서 사용하는 경우에는, 협 시야각 표시 모드로 절환할 수 있는 표시 장치가 제안되어 있다. 또한, 협 시야각 표시 모드란, 사용자가 있는 디스플레이 바로 정면에서는 통상대로의 표시 화상을 시인할 수 있고, 경사 방향에서는 무지 화상 또는 다른 화상이 보이는 모드이다. 또한, 광 시야각 표시 모드에의 절환을 가능하게 함으로써, 촬영한 화상을 다수인이 보고자 할 때 때 등 광 시야각이 요구되는 경우에도 대응할 수 있다.
이러한 표시를 행하기 위한 부품으로서, 예를 들면, 일본 공개 특허 공보인 일본 특개평9-105958호 공보(특허 문헌 1, 공개일:1997년 4월 22일)에 개시되는 시 야각 가변 소자는, 한 쌍의 기판 간의 액정층이, 기판에 대해서 수직 방향으로 액정 분자가 배향함으로써 협 시야각으로 되고, 평행 방향으로 배향함으로써, 광 시야각으로 되어 있다. 또한, 일본 공개 특허 공보인 일본 특개 2004-62094호 공보(특허 문헌 2, 공개일:2004년 2월 26일)에는, 2매의 글래스 판 사이의 액정의 배향을 변경함으로써, 정보 표시 수단의 시야각을 변경하는 시야각 변경 수단이 기재되어 있다.
또한, 표시 장치를 몇 개의 구획으로 나누고, 각각의 구획에서 액정 배향 방향 등을 상이하게 함으로써, 협 시야각 표시 모드에서, 정면 이외의 방향으로부터 디스플레이를 본 경우에, 디스플레이에 표시된 것과는 상이한 다른 화상을 시인할 수 있도록 하는 구성의 것도 있다. 예를 들면, 일본 공개 특허 공보인 일본 특개 2001-264768호 공보(특허 문헌 3, 공개일:2001년 9월 26일)에는, 액정층을 사이에 끼우는 배향막이 복수의 영역으로 구획되고, 인접하는 상기 영역의 배향 방향이 서로 다른 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 또한, 일본 공개 특허 공보인 일본 특개 2004-38035호 공보(특허 문헌 4, 공개일:2004년 2월 5일)에는, 시각 방향이 상이한 제1 액정 셀과 제2 액정 셀을 교대로 배치하는 액정 표시 장치가 개시되어 있다.
그러나, 작금의 휴대 전화기에서는, 표시부를 통상의 종 배치로 해서 관찰하는 이외에, 표시부를 횡 배치로 해서 텔레비전 화상 등을 표시하는 경우가 있어, 표시부의 방향을 유저 자신이 선택해서 사용하는 씬이 금후 증대하는 경향에 있다.
이것에 대해서, 상기 특허 문헌 1 및 4 중 어느 것에서도, 협 시야각 표시 모드 시에서 시야각 제어에 의해 경사로부터의 화면 인식을 방지하는 방향은, 한 방향(수평 방향)밖에 고려되어 있지 않다. 즉, 좌우 방향의 경사로부터의 시선에 대해서는 화상 인식을 방지할 수는 있지만, 상하 방향의 경사로부터의 시선에 대해서는 화상 인식을 방지할 수는 없다.
이와 같이 종래 기술에서는, 시야각 제어에 의해 화면 인식을 방지할 수 있는 방향이 좌우 방향에 한정되어 있기 때문에, 통상의 종 배치로 관찰하는 경우에는, 시야각을 제어해서 프라이버시의 보호를 달성할 수 있지만, 횡 배치로 관찰하는 경우에는, 상하 방향의 시야각 제어를 행하는 것으로 되어, 좌우에 있는 타인에의 프라이버시의 보호를 달성할 수는 없었다.
또한, 표시부를 종 배치로 해서 사용하는 경우에도, 휴대 전화기를 이용해서 전철의 차내에서 선 상태로 메일을 사용하는 경우 등에는, 후방으로부터 사용자의 어깨 너머로 디스플레이를 시인할 수 있는 경우가 있다. 이러한 경우에 후방으로부터의 화상 인식을 방지하기 위해서는, 상하 방향의 경사로부터의 시선에 대해서는 화상 인식을 방지하는 것이 중요해진다. 이 때문에, 협 시야각 표시 모드에서는, 좌우 방향뿐만 아니라 상하 방향의 경사로부터의 시선에 대해서도, 화상 인식을 방지 가능하게 하는 것이 요청된다.
<발명의 개시>
본 발명의 목적은, 광 시야각 표시 모드와 협 시야각 표시 모드의 절환을 가능하게 하는 표시 장치에서, 협 시야각 표시 모드 시에, 상하 방향과 좌우 방향의 양방의 시야각을 제어하고, 좌우 및 상하 방향의 경사로부터의 시선에 대해서 화상 인식을 방지 가능하게 하는 표시 장치를 실현하는 것에 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는, 상기 목적을 달성하기 위해서, 화상을 표시하기 위한 영상 표시 수단과, 시인되는 화상을, 단일 화상 표시 모드와 복수 화상 표시 모드로 전기적으로 절환하기 위한 표시 절환 수단을 구비하는 표시 장치에서, 상기 표시 절환 수단은, 단일 화상 모드에서는, 영상 표시 수단에 표시되는 화상을 어느 방향으로부터도 시인 가능하게 하고, 복수 화상 표시 모드에서는, 정면 방향으로부터는 영상 표시 수단에 표시되는 화상을 시인 가능하게 하고, 경사 방향으로부터는 영상 표시 수단에 표시되는 화상에 상기 표시 절환 수단으로 형성되는 패턴 화상을 중첩한 화상을 시인시키는 것임과 함께, 상기 표시 절환 수단은, 제1 영역과 제2 영역으로 영역 분할되어 있고, 단일 화상 모드에서는, 상기 제1 영역 및, 제2 영역 모두, 영상 표시 수단에 표시되는 화상을 어느 방향으로부터도 시인 가능하고, 복수 화상 표시 모드에서는, 좌우 방향으로부터의 시선에 대해서 상기 제1 영역을 비투과 영역으로 하는 패턴 화상을 영상 표시 수단으로 표시되는 화상에 중첩한 화상을 시인시키거나, 혹은, 상하 방향으로부터의 시선에 대해서 상기 제2 영역을 비투과 영역으로 하는 패턴 화상을 영상 표시 수단으로 표시되는 화상에 중첩한 화상을 시인시키는 것을 특징으로 한다.
상기의 구성에 따르면, 상기 영상 표시 수단으로 표시되는 화상은, 복수 화상 표시 모드 시에서의 경사 방향으로부터의 시선에 대해서, 상기 표시 절환 수단에 의해 형성되는 패턴 화상을 겹침으로써 그 시인이 방지된다.
또한, 상기 표시 절환 수단은, 제1 영역과 제2 영역으로 영역 분할되어, 제1 영역에서 좌우 방향의 경사로부터의 시인을 방지하고, 제2 영역에서 상하 방향의 경사로부터의 시인을 방지함으로써, 좌우 및 상하 방향의 경사로부터의 시선에 대해서 화상 인식을 방지 가능하게 하는 표시 장치를 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 휴대 전화기의 표시부의 단면도를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 휴대 전화기를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 휴대 전화기에서, 경사 방향으로부터의 시인이 방지되지 않는 모드 시의 표시부를 도시하는 것으로서, 동일 도면의 (a)는 표시부의 표시면을 향해 본 도면이고, 동일 도면의 (b)는 A-A' 단면을 도시하는 단면도이고, 동일 도면의 (c)는 B-B' 단면을 도시하는 단면도.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 휴대 전화기에서, 경사 방향으로부터의 시인이 방지되는 모드 시의 표시부를 도시하는 것으로서, 동일 도면의 (a)는 A-A' 단면을 도시하는 단면도이고, 동일 도면의 (b)는 B-B' 단면을 도시하는 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 휴대 전화기가 단일 화상 표시 모드로 설정되어 있을 때의 표시부를 도시하는 것으로서, 동일 도면의 (a)는 A-A' 단면을 도시하는 단면도이고, 동일 도면의 (b)는 B-B' 단면을 도시하는 단면도.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 휴대 전화기에서, 경사 방향으로부터의 시인이 방지되지 않는 도 3과는 상이한 다른 모드 시의 표시부를 도시하는 것으로서, 동일 도면의 (a)는 표시부의 표시면을 향해서 본 도면이고, 동일 도면의 (b)는 A-A' 단면을 도시하는 단면도이고, 동일 도면의 (c)는 B-B' 단면을 도시하는 단면도.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 휴대 전화기에서, 경사 방향으로부터의 시인이 방지되는 도 4와는 상이한 다른 모드 시의 표시부를 도시하는 것으로서, 동일 도면의 (a)는 A-A' 단면을 도시하는 단면도이고, 동일 도면의 (b)는 B-B' 단면을 도시하는 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 휴대 전화기가 단일 화상 표시 모드로 설정되어 있을 때의 표시부를 도시하는 것으로서, 동일 도면의 (a)는 A-A' 단면을 도시하는 단면도이고, 동일 도면의 (b)는 B-B' 단면을 도시하는 단면도.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 SW-LCD에서, 시선의 앙각과 투과율의 관계를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 관한 SW-LCD에서, 시선의 앙각과 투과율의 관계를 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 실시 형태에 관한 SW-LCD에서, 배향막에서의 영역 분할을 도시하는 평면도.
도 12는 본 발명의 실시 형태에 관한 SW-LCD에서, 투명 전극막에서의 영역 분할을 도시하는 평면도.
도 13은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 휴대 전화기의 표시부의 단면도를 도시하는 도면.
도 14는 본 발명의 실시 형태에 따른 휴대 전화기의, 협 시야각 표시 모드 시의 경사 방향으로부터의 표시부의 시인 화면을 도시하는 평면도.
도 15는 본 발명의 실시 형태에 따른 휴대 전화기의 표시부의 단면도를 도시하는 도면.
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
본 발명의 일 실시 형태에 대해서 도면에 기초해서 설명하면 이하와 같다.
도 2는, 본 발명의 일 실시 형태인 휴대 전화기(전자 기기)(1)의 외관을 도시하고 있다. 본 실시 형태의 휴대 전화기(1)는, 이른바 크램쉘형이며, 동 도에 연 상태로 도시되어 있다. 도 2는, 휴대 전화기(1)를 닫았을 때에 내측으로 되는 부분이며, 휴대 전화기(1)를 열었을 때에 이용자가 주로 이용하는 측이다. 그래서, 본원에서는 도 2에 도시되는 측을 전면측으로 한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 휴대 전화기(1)는, 본체(2)와, 덮개(3)로 이루어지고, 본체(2)와 덮개(3)는 힌지 형상으로 연결되어 있다. 덮개(3)에는, 전면측에 표시부(표시 장치)(4)가 설치되어 있다.
본체(2)에는, 전면측에 메인 조작 버튼군(6)이 설치되어 있다. 메인 조작 버튼군(6)은, 휴대 전화기(1)에서의 각종 설정이나 기능 절환을 행하기 위한 기능 버튼군(7)과, 숫자나 문자 등의 기호를 입력하기 위한 입력 버튼군(8)으로 구성되어 있다. 구체적으로는, 기능 버튼군(7)은, 휴대 전화의 전원의 ON/OFF를 절환하는 전원 버튼, 촬영 모드를 기동시키는 카메라 버튼, 메일 모드를 기동시키는 메일 버튼, 선택 대상을 상하좌우 방향으로 이동시키기 위한 십자 버튼, 상기 십자 버튼의 중앙에 배치되어 있어 여러 가지 선택을 결정하는 결정 버튼 등을 포함하고 있 다. 또한, 입력 버튼군(8)은, 텐 키이다.
본 발명의 휴대 전화기(1)는, 표시부(4)에 메일 본문이나 촬영 화상 등의 메인 화상을 표시시킨 경우에, 주위로부터는 표시부(4)에 다른 화상이 시인되도록 하는 것이다. 이하, 이와 같이 주위로부터 메일 본문이나 촬영 화상이 보이지 않게 되는 설정을 협 시야각 모드(복수 화상 표시 모드)라고 하고, 통상대로, 어느 각도로부터 보아도 표시부(4)의 표시가 보이는 모드를 광 시야각 모드(단일 화면 표시 모드)라고 한다. 이 협 시야각 모드와 광 시야각 모드는, 사용자가, 조작 버튼에 의해 임의로 설정 변경할 수 있다.
광 시야각 모드에서는, 표시부(4)를 바로 정면으로부터 본 경우에도(정면 방위), 표시부(4)를 경사로부터 본 경우에도 메인 화상이 시인된다. 한편, 협 시야각 모드에서는, 정면 방위에서는 메인 화상이 시인되지만, 경사 방위로부터는, 메인 화상을 인식하기 어렵게 하기 위한 패턴 화상이 상기 메인 화상에 겹쳐서 시인된다.
이하에, 이 표시부(4)의 상세한 구성에 대해서 설명한다.
표시부(4)의 단면도를 도 1에 도시한다. 표시부(4)는, 제2 편광판(제2 편광 수단, 직선 편광판)(11), 스위칭 액정 표시부(표시 절환 수단, 액정 소자. 이하 SW-LCD라고 칭함)(12), 제1 편광판(제1 편광 수단)(13), 메인 액정 표시부(화상 표시 수단, 이하 메인 LCD라고 칭함)(14), 제3 편광판(15)을 이 순서로 적층 시켜 이루어지고, 제3 편광판측에 백라이트(16)가 설치되어 있다.
여기에서, 제1 편광판(13)의 편광 투과축과 제2 편광판(11)의 편광 투과축의 관계는, 평행하게 설정하는 것이 바람직하지만, 메인 LCD의 특성의 요구에 따라서, 제1 편광판(13)은 임의의 축 각도를 가질 가능성이 있다.
이 경우에는, 임의의 축 각도로 설정되어 있는 제1 편광판(13)을 출사하는 직선 편광을, 적당히 λ/2판 등으로, 제2 편광판(11)의 투과축과 일치하도록 편광 방향을 회전시킴으로써, 제1 편광판(13)의 편광 투과축과 제2 편광판(11)의 편광 투과축이 평행하게 설정되어 있을 때와, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 제2 편광판(11)은 SW-LCD(12)에 부착되고, 제1 편광판(13)과 제3 편광판(15)은, 메인 LCD(14)의 양 표면에 부착되어 있고, SW-LCD(12)의 제2 편광판(11)이 부착되어 있지 않은 측과 메인 LCD가, 제1 편광판(13)을 통해서 접착부(17)에 의해 접착되어 있다. 그리고, 제2 편광판(11)이 SW-LCD(12)에 부착된 것이 시야각 제어 장치로서 기능한다. 또한, 접착부(17)는, 열 경화형이나 자외선 경화형의 수지계 접착제에 의해 접착해도 되고, 이른바 양면 테이프에 의해 고정해도 된다. 또한, 부착 영역은, 전체면 접착이어도 되고, 예를 들면 틀 형상 등 부분 접착이어도 된다.
메인 LCD(14)는, 투명 전극 기판(41, 42)의 사이에 액정층(43)이 봉입되어 있고, 도시하지 않은 제어부에 따라서 투명 전극 기판(41, 42)에 전압을 인가함으로써, 액정층(43)의 액정 분자의 배향을 변화시켜서, 화상을 표시한다. 메인 LCD(14)는, 도시하지 않은 제어부에 의해, 휴대 전화기(1)의 조작 화면이나 사진, 메일 본문 등의 화상을 표시하도록 제어되어 있다. 메인 LCD(14)로서는, 일반적으로 알려져 있는 액정 표시 장치를 이용하면 된다. 예를 들면, 액티브 매트릭스 구 동 방식으로 구동되는 TN(Twisted Nematic) 모드의 액정 표시 장치나 VA(Vertical alignment) 모드의 표시 방식의 액정 표시 장치 등, 임의의 모드의 액정 표시 장치를 이용할 수 있다. 또한, 메인 액정 표시부(14) 대신에, 유기 EL(Electroluminescence)표시 장치나 플라즈마 표시 장치와 같이 자발광형의 디스플레이를 이용해도 된다. 또한, 자발광형의 경우에는 백라이트는 불필요하다.
SW-LCD(12)는, 기판(21), 투명 전극막(26), 배향막(24), 액정층(23), 배향막(25), 투명 전극막(27), 기판(22)이 이 순서로 형성되어 있다. 액정층(23)의 액정 분자는, 배향막(25, 27)에 따라서 초기의 배향 방향이 결정되고, 또한, 투명 전극(26, 27)에의, 도시하지 않은 제어부로부터의 전압 인가에 의해, 배향 방향이 변화된다. 그리고, 이 배향 방향의 변화에 의해, 협 시야각 모드와 광 시야각 모드를 절환한다.
기판(21·22)의 사이에 액정층(23)이 배치되어 있고, 도시하지 않은 제어부에 따라서 투명 전극막(26·27)에 전압을 인가함으로써, 액정층(23)의 액정 분자의 배향을 변화시켜서, 화상을 표시한다. 제어부는, 사용자가 설정한 광 시야각 모드, 혹은, 협 시야각 모드에 의해, 액정층(23)의 액정 분자의 배향 방향을, 광 시야각 모드용 혹은 협 시야각 모드용의 배향 방향으로 변경한다. 또한, 배향막(24·25)은 어느 한쪽만 설치해도 된다.
백라이트(16)는, 표시를 위한 광을 공급한다. 제3 편광판(15)은, 메인 LCD(14)에 들어가기 전의 백라이트(16)의 광으로부터 일정 방향의 직선 편광을 취출한다. 제1 편광판(13)은, 메인 LCD(14)를 투과하고, SW-LCD(12)에 입사하기 전 의 광으로부터 일정 방향의 직선 편광을 취출한다. 제2 편광판(11)은, 메인 LCD(14) 및 SW-LCD(12)를 투과한 백라이트 광으로부터 일정 방향의 직선 편광을 취출한다.
이하에 SW-LCD에서의 액정 분자의 배향 변화와 시야각 제어의 관계에 대해서 도 3 내지 도 10을 이용하여, 4개의 SW-LCD의 액정 분자 배향예를 설명한다. 또한, 이하의 액정 분자 배향예 1 내지 4에서 설명되는 예는, 표시부(4)의 표시면 전체면에서의 표시 상태를 기술하는 것은 아니고, 기본적으로는 표시면의 일부 영역에서의 표시 상태를 기술하는 것이다.
(SW-LCD의 액정 분자 배향예 1)
도 3의 (a)는 휴대 전화기(1)의 표시부(4)의 표시면을, 메인-LCD(14)의 화상의 상하 방향이 지면의 상하로 되도록 도시한 것이다. 또한, 이하, 표시 화면 상의 좌우 방향을 x방향, 상하 방향을 y방향, 표시부(4)의 두께 방향을 z방향으로 한다. 또한, 도 3 내지 도 8에서는, 투명 전극막(26, 27) 및 배향막(24, 25)이 배치된 것을 생략해서 도시하고 있다.
우선, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 제2 편광판(11) 및 제1 편광판(13)의 편광 투과축을 y방향으로 되도록 배치한다. 또한, 배향막(24·25)의 러빙 방향을, 제1 및 제2 편광판(11·13)의 편광 투과축과 평행하게 하고, 또한, 상호 180도 역방향으로 하고, 배향 방향을 안티 패럴렐 구조로 한다. 그리고, 배향막(24·25)으로서 수평 배향재의 폴리이미드 재료를 사용하고, 기판(21·22)과 대략 평행하게 되도록 액정 분자를 배향시킨다. 이에 의해, 액정 분자의 장축 방향이 상기 편광 투과축과 대략 평행하게 되도록 1축 배향된다.
이 경우, 도 3의 (b)의 A-A' 단면도에 도시하는 바와 같이, 전압 무인가의 상태에서, SW-LCD(12)의 액정 분자는 제1 편광판(13)의 편광 투과축과 대략 평행하게 1축 배향하고 있다. 백라이트(16)로부터 메인 LCD(14)를 거쳐서 SW-LCD(12)에 입사되는 광은, 제1 편광판(13)을 투과하므로, SW-LCD(12)에 입사되는 광의 편광 방향과 액정 분자의 배향 방향 a는 대략 일치하고 있다.
이 상태의 SW-LCD(12)를 x방향으로 벗어나면서 본 경우의, 액정 분자의 보이는 방향을 나타낸 것이 도 3의 (c)이다. 동 도에 의하면, 정면 방향으로부터 액정 분자를 투사한 경우의 형상(관찰자(31)로부터 본 액정 분자의 형상)이 액정 분자(35a)와 같이 되어, 장축 방향과 입사광의 편향 방향이 대략 일치하고 있다. 액정 분자의 투영도의 장축 방향과 입사광의 편광 방향이 이루는 각도가 0도인 경우에는, 입사광은 복굴절의 영향을 받지 않고 투과하므로, 이 경우에는 그대로 메인 LCD(14)의 화상이 보인다. 마찬가지로, 정면으로부터 x방향으로 벗어난 시점으로부터 액정 분자를 투사한 경우의 형상(관찰자(32, 33)로부터 본 액정 분자의 형상)도 액정 분자(35b, 35c)와 같이 되어, 장축 방향과 입사광의 편향 방향이 대략 일치하고 있다. 따라서, 메인 LCD(14)의 화상이 보인다. 즉, 어느 방향으로부터 보아도 메인 LCD(14)의 화상이 보인다.
한편, 시야각 제어에 의해 경사 방향으로부터의 시인을 방지하는 경우에는, 전압 무인가의 상태로부터, x방향을 축으로 한 회전에 의해 액정 분자가 기판(21·22)에 대해서 45도 경사지도록, 투명 전극막(25·26)에 교류 전압(예를 들면, 100Hz, 3V의 전압)을 가한다. 이 때의 액정 분자의 양태를, 도 4의 (a), (b)에 도시하고 있다. 도 4의 (a)는, 상기 A-A' 단면을 도시하고 있고, 기판(21·22)에 대해서 45도 경사져 있는 것을 알 수 있다. 도 4의 (b)는, 상기 B-B' 단면을 도시하고 있고, 액정 분자는 지면 법선 방향으로부터 약 45도 경사져 있다.
이 경우, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 관찰자(31)로부터 본 액정 분자, 즉, 정면 방향으로부터의 액정 분자의 투사도가, 액정 분자(36a)와 같이 된다. 액정 분자의 배향 변화는 X축 방향을 축으로 한 회전에 의하므로, 제2 편광판(11)과 제1 편광판(13)의 편광 방향은, 액정 분자(36a)의 장축 방향과 항상 일치한다. 이 때문에, 정면 방향으로부터 본 경우(도 4의 관찰자(31)가 본 경우)에는, 복굴절의 영향을 받지 않고, 그대로 메인 LCD(14)의 화상이 투과한다.
한편, 표시부(4)를 향해 좌측에 있는 관찰자(32)로부터 본 액정 분자, 즉, 기판(21·22)을 향해 좌측으로부터 투사한 액정 분자의 투사도는, 액정 분자(36b)와 같이 된다. 이 경우, 제2 편광판(11)과 제1 편광판(13)의 편광 방향은, 액정 분자 투사도(액정 분자(36b))의 장축 방향과 각도를 가지므로, 액정 분자 투사도의 장축 방향은 입사광의 편광 방향과 교차각을 갖는다. 따라서, 관찰자(32)로부터 보면, 액정의 복굴절의 영향으로 SW-LCD(12)를 광이 투과하지 않아서, 메인 LCD(14)의 화상이 투과하지 않는다.
마찬가지로, 표시부(4)를 향해 우측에 있는 관찰자(33)로부터 본 액정 분자, 즉, 기판(21·22)을 향해 우측으로부터의 액정 분자의 투사도가, 액정 분자(36c)와 같이 된다. 제2 편광판(11)과 제1 편광판(13)의 편광 방향은, 투사도의 장축 방향 과 각도를 가지므로, 액정 분자 투사도의 장축 방향은 입사광의 편광 방향과 교차각을 갖고, 편광 방향이 회전한다. 따라서, 관찰자(33)로부터 보면, 액정의 복굴절의 영향으로 SW-LCD(12)를 광이 투과하지 않아서, 메인 LCD(14)의 화상이 투과하지 않는다.
이상과 같은 구조에 의해, 투명 전극막(26·27)에 전압을 인가하면, 표시부(4)를, 정면 방향으로부터 본 경우(관찰자(31)가 본 경우)에는, 복굴절의 영향을 받지 않고 그대로 메인 LCD(14)의 화상이 보이지만, 정면 방향 이외로부터 본 경우(관찰자(32·33)가 본 경우)에는, 복굴절의 영향을 받아서 SW-LCD를 광이 투과하지 않아서, 메인 LCD(14)의 화상이 보이지 않게 된다.
또한, 전술한 바와 같은 시야각 제어를 행하는 경우의 전압 인가 시에서의 액정 분자의 배향 방향은, 기판(21·22)에 대해서 45도의 경사에 한정되는 것은 아니고, 기판(21·22)에 대해서 경사져 있으면 어떤 각도의 경사여도 된다. 즉, 기판(21·22)에 대략 평행 시의 경사 각도보다 크고, 대략 수직 시의 경사 각도보다 작으면(즉, 0도보다 크고 90도보다 작으면) 된다. 이 경사 각도로서는, 바람직하게는 10도 이상 80도 이하이며, 보다 바람직하게는 40도 이상 50도 이하이다. 이것은, 경사각이 45도에 근접할수록 복굴절이 커져서, 양호하게 화상을 숨길 수 있기 때문이다. 또한, 경사각이 작으면, 구동 전압이 작아지므로 소비 전력을 낮게 할 수 있다.
또한, 관찰자가 y방향으로 벗어난 경우에는, 액정 분자의 투영도의 장축 방향이 변화되지 않으므로, 메인 LCD(14)가 시인 가능한지의 여부는 x방향에의 시점 의 어긋남에만 의존한다. 따라서, yz평면(액정 분자 상의 점이 배향 방향을 변화시키는 회전에 의해 그리는 평면)과 평행한 방향으로부터의 시선을 정면 방향으로부터의 시선으로 한다.
(SW-LCD의 액정 분자 배향예 2)
SW-LCD의 액정 분자 배향예 2를 도 5를 이용하여 설명한다. 액정 분자 배향예 2는, SW-LCD(12)에서, 배향막(24·25) 대신에, 수직 배향재인 폴리이미드 재료를 사용한 배향막을 사용한 SW-LCD(12')를 이용함으로써 실현된다. 이에 의해, 도 5의 (a)와 같이, 전극 기판(21·22)과 대략 수직으로 되도록 액정 분자를 배향시킨다.
이 경우, 전압 무인가의 상태에서, SW-LCD(12')의 액정 분자는 기판(21·22)과 대략 수직으로 1축 배향하고 있다. 즉, 정면으로부터 본 경우에는, 액정 분자(37a)가 일정한 반지름을 갖는 원으로 보인다(투사도가 일정한 반지름을 갖는 원일 때는, 모든 방향이 장축 방향이라고 간주한다). 그리고, 정면 이외의 방향으로부터 본 경우에는, 액정 분자(37b·37c)와 같이 장축 방향이 x방향으로 된다. 따라서, 정면 방향을 포함하는 어느 방향으로부터 투사한 경우라도, 장축 방향 b와 입사광의 편향 방향이 90도로 된다. 액정 분자의 투영도의 장축 방향과 입사광의 편광 방향이 이루는 각도가 90도(직각)인 경우에는, 입사광은 복굴절의 영향을 받지 않고 투과하므로, 어느 각도로부터 관찰해도, 그대로 메인 LCD(14)의 화상이 보인다.
한편, 시야각 제어에 의해 경사 방향으로부터의 시인을 방지하는 경우에는, 전압 무인가의 상태로부터, x방향을 축으로 한 회전에 의해 액정 분자가 기판(21·22)에 대해서 45도 경사지도록, 투명 전극막(26·27)에 교류 전압을 가한다. 이 때의 액정 분자의 양태는, 도 4에 도시하는 SW-LCD의 배향예 1의 경우와 마찬가지이다.
따라서, 마찬가지의 구조에 의해, 투명 전극막(26·27)에 전압을 인가하면, 표시부(4)는, 정면 방향으로부터 본 경우(관찰자(31)가 본 경우)에는, 복굴절의 영향을 받지 않고 그대로 메인 LCD(14)의 화상이 보이지만, 정면 방향 이외로부터 본 경우(관찰자(32·33)가 본 경우)에는, 복굴절의 영향을 받아서 SW-LCD를 광이 투과하지 않아서, 메인 LCD(14)의 화상이 보이지 않게 된다.
(SW-LCD의 액정 분자 배향예 3)
도 6의 (a)는 휴대 전화기(1)의 표시부(4)를, 표시 화면의 상하 방향이 지면의 상하로 되도록 도시한 것이다.
우선, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 제1 편광판(13) 및 제2 편광판(11)의 편광 투과축을 x방향으로 되도록 배치한다. 그리고, 배향막(24·25)의 러빙 방향을, 제1 편광판(13) 및 제2 편광판(11)의 편광 투과축과 수직(y방향)으로 하고, 또한, 상호 180도 역방향으로 하여, 배향 방향을 안티 패럴렐 구조로 한다. 그리고, 배향막(24·25)으로서 수평 배향재의 폴리이미드 재료를 사용하고, 기판(21·22)과 대략 평행하게 되도록 액정 분자를 배향시킨다. 이에 의해, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 액정 분자의 장축 방향이 편광판의 편광 투과축과 대략 직각으로 되도록 1축 배향된다.
이 경우, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 전압 무인가의 상태에서, SW-LCD(12)의 액정 분자는, 기판(21·22)에 평행하고, 또한, 제1 편광판(13)의 편광 투과축과 직각으로 되도록 1축 배향하고 있다. 백라이트(16)로부터 메인 LCD(14)를 거쳐서 입사하는 광은, 제1 편광판(13)을 투과하므로, SW-LCD(12)에 입사되는 광의 편광 방향과 액정 분자의 배향 방향은 직각으로 된다. 이 상태의 SW-LCD(12)를 x방향으로 벗어나면서 본 경우의, 액정 분자의 보이는 방향을 도 6의 (c)에 도시한다. 동 도에 의하면, 정면 방향으로부터 투사한 경우의 형상(관찰자(31)로부터 본 액정 분자의 형상)이 액정 분자(38a)와 같이 되어, 투사된 액정 분자의 장축 방향 c와 입사광의 편향 방향이 직각으로 된다. 액정 분자의 투영도의 장축 방향과 입사광의 편광 방향이 이루는 각도가 90도인 경우에는, 입사광은 복굴절의 영향을 받지 않고 투과하므로, 어느 각도로부터 관찰해도, 그대로 메인 LCD(14)의 화상이 보인다.
한편, 시야각 제어에 의해 경사 방향으로부터의 시인을 방지하는 경우에는, 전압 무인가의 상태로부터, x방향을 축으로 한 회전에 의해 액정 분자가 기판(21·22)에 대해서 45도 경사지도록, 투명 전극막(25·26)에 교류 전압을 가한다. 이 때의 액정 분자의 양태를, 도 7에 도시하고 있다. 도 7의 (a)는, A-A' 단면을 도시하고 있고, 기판(21·22)에 대해서 45도 경사져 있는 것을 알 수 있다. 도 7의 (b)는, B-B' 단면을 도시하고 있고, 액정 분자는 지면 법선 방향으로부터 45도 경사져 있다.
이 경우, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 관찰자(31)로부터 본 액정 분자, 즉, 정면 방향으로부터의 액정 분자의 투사도가, 액정 분자(39a)와 같이 된다. 액정 분자의 배향 방향의 변화는, x방향을 축으로 한 회전에 의하므로, 제2 편광판(11)과 제1 편광판(13)의 편광 방향은, 액정 분자(39a)의 장축 방향과 직각으로 된다. 따라서, 액정 분자의 투사도와 장축 방향과 입사광의 편광 방향은 대략 수직으로 된다. 이 때문에, 정면 방향으로부터 본 경우(관찰자(31)가 본 경우)에는, 복굴절의 영향을 받지 않고, 그대로 메인 LCD(14)의 화상이 투과한다.
한편, 표시부(4)를 향해 좌측에 있는 관찰자(32)로부터 본 액정 분자, 즉, 기판(21·22)을 향해 좌측으로부터의 액정 분자의 투사도가, 액정 분자(39b)와 같이 된다. 제2 편광판(11)과 제1 편광판(13)의 편광 방향은, 투사도의 장축 방향과 각도를 가지므로, 액정 분자 투사도의 장축 방향은 입사광의 편광 방향과 교차각을 갖는다. 따라서, 관찰자(32)로부터 보면, 액정의 복굴절의 영향으로 SW-LCD(12)를 광이 투과하지 않아서, 메인 LCD(14)의 화상이 투과하지 않는다.
마찬가지로, 표시부(4)를 향해 우측에 있는 관찰자(33)로부터 본 액정 분자, 즉, 기판(21·22)을 향해 우측으로부터의 액정 분자의 투사도가, 액정 분자(39c)와 같이 된다. 제1 편광판(13)과 제2 편광판(11)의 편광 방향은, 투사도의 장축 방향과 각도를 가지므로, 액정 분자 투사도의 장축 방향은 입사광의 편광 방향과 교차각을 갖는다. 따라서, 관찰자(33)로부터 보면, 액정의 복굴절의 영향으로 SW-LCD(12)를 광이 투과하지 않아서, 메인 LCD(14)의 화상이 투과하지 않는다.
이상과 같은 구조에 의해, 투명 전극막(26·27)에 전압을 인가하면, 표시부(4)를, 정면 방향으로부터 본 경우(관찰자(31)가 본 경우)에는, 복굴절의 영향을 받지 않고 그대로 메인 LCD(14)의 화상이 보이지만, 정면 방향 이외로부터 본 경우(관찰자(32·33)가 본 경우)에는, 복굴절의 영향을 받아서 SW-LCD(12)를 광이 투과하지 않아서, 메인 LCD(14)의 화상이 보이지 않게 된다.
(SW-LCD의 액정 분자 배향예 4)
SW-LCD의 액정 분자 배향예 4에 대해서, 도 8을 이용하여 설명한다. 배향예 4는, SW-LCD의 배향예 3에서, 배향막(24·25) 대신에, 수직 배향재인 폴리이미드 재료를 사용한 배향막을 사용한 SW-LCD(12')를 이용함으로써 실현된다. 이에 의해, 기판(21·22)과 대략 수직으로 되도록 액정 분자를 배향시킨다.
이 경우, 전압 무인가의 상태에서, SW-LCD(12')의 액정 분자는 기판(21·22)과 대략 수직으로 1축 배향하고 있다. 즉, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 정면으로부터 본 경우에는, 액정 분자(40a)와 같이 일정한 반지름을 갖는 원과 같이 보인다. 그리고, 정면 이외의 방향으로부터 본 경우에는, 액정 분자(40b, 40c)와 같이 장축 방향이 x방향으로 되는 것처럼 보인다. 따라서, 액정 분자를 기판과 직교하는 방향을 포함하는 어느 방향으로부터 투사한 경우라도, 장축 방향과 입사광의 편향 방향이 일치한다. 액정 분자의 투영도의 장축 방향과 입사광의 편광 방향이 이루는 각도가 0도(평행)인 경우에는, 입사광은 복굴절의 영향을 받지 않고 투과하므로, 어느 각도로부터 관찰해도, 그대로 메인 LCD(14)의 화상이 보인다.
한편, 시야각 제어에 의해 경사 방향으로부터의 시인을 방지하는 경우에는, 전압 무인가의 상태로부터, x방향을 축으로 한 회전에 의해 액정 분자가 기판(21·22)에 대해서 45도 경사지도록, 투명 전극막(26·27)에 교류 전압을 가한다. 이 때의 액정 분자의 양태는, 도 9에 도시하는 SW-LCD의 배향 방법 1과 마찬가지이다.
따라서, 마찬가지의 구조에 의해, 투명 전극막(26·27)에 전압을 인가하면, 표시부(4)는, 정면 방향으로부터 본 경우(관찰자(31)가 본 경우)에는, 복굴절의 영향을 받지 않고 그대로 메인 LCD(14)의 화상이 보이지만, 정면 방향 이외로부터 본 경우(관찰자(32·33)가 본 경우)에는, 복굴절의 영향을 받아서 SW-LCD를 광이 투과하지 않아서, 메인 LCD(14)의 화상이 보이지 않게 된다.
(투과도 측정 실험)
액정 분자 배향예 1 및 3의 SW-LCD를 이용하여, 시야각 제어시(전압 인가 시)에서의, 시선 방향에 의한 투과율의 변화를 측정했다. 결과를 도 9, 도 10에 도시한다.
도 9는, 액정 분자 배향예 1의 SW-LCD에서 시야각 제어시(전압 인가 시)의 측정 결과를 도시하는 그래프이다. 측정은, 제1 편광판의 편광 투과축이 상하 방향으로 되도록 배치하고, 표시부(4)에 대해서 수직으로 되는 방향(법선 방향)으로부터의 시선(앙각 0도)으로부터 목표점을 바꾸지 않고 시점을 좌우로 벗어나게 해서 행했다. 또한, 시점은 앙각 0도로부터, 표시부(4)에 대해서 수직으로 되는 방향과 시선이 이루는 각이 80도가 될 때까지(앙각 80도가 될 때까지) 벗어나게 하고, 시선의 앙각과, 시선으로부터 시인되는 SW-LCD의 투과율을 측정했다. 그래프의 횡축은 앙각을 나타내고, 종축은 투과율을 나타내고 있다. 또한, SW-LCD로서는, 정면으로부터 본 경우의 리터데이션이 500㎚, 600㎚, 800㎚, 1000㎚, 1500㎚인 것을 이용하여 측정했다.
이것에 의하면, 모두 앙각 0도에서 약 85%의 최대의 투과율을 나타내고, 앙각을 높임과 함께 투과율이 내려가 있었다. 리터데이션 1500㎚인 것에서는, 앙각 약 30도에서 투과율이 거의 0%로 되고 앙각을 더 높이면 다시 투과율이 상승했다. 리터데이션이 1000㎚인 것에서는 앙각 약 38도가, 800㎚인 것에서는 앙각 약 44도에서 투과율이 거의 0%로 되어 있다. 또한, 리터데이션이 600㎚, 500㎚인 것에서는, 각각 앙각 약 50도, 약 60도에서 최저로 되고, 그 이후 앙각을 높여도 투과율은 10%이하로 유지된다.
SW-LCD로서는, 메인 LCD를 시인시키고 싶지 않은 방향에 따라서, 또는, 사용 환경, 메인 LCD의 휘도 등을 고려해서 결정되는, 필요한 투과율의 저하에 따라서, 리터데이션을 결정하면 된다. 예를 들면, 앙각 45도 정도로부터의 시선에 대해서 메인 LCD의 화상을 숨기는 경우에는, 이 앙각에서의 투과율이 낮은, 500㎚ 내지 1000㎚의 리터데이션을 나타내는 SW-LCD를 이용하면 된다. 앙각 30도 내지 50도로부터의 시선을 중심으로 메인 LCD의 화상을 숨기고자 하는 경우에는, 이 범위에서 투과율이 낮은, 리터데이션 800㎚ 내지 1000㎚의 것을 이용하면 된다. 한편, 앙각이 40도보다 큰 범위로부터의 시선에 대해서 메인 LCD의 화상을 숨기고자 하는 경우에는, 이 범위에서 투과율이 낮은, 리터데이션 500㎚ 내지 600㎚의 것을 이용하면 된다.
또한, 도 10은, 마찬가지로 해서 액정 분자 배향예 3의 SW-LCD에서 시야각 제어시(전압 인가 시)의 측정 결과를 도시하는 그래프이다. 도 9와 비교해서, 앙각이 클 때의 투과율이 높아짐으로, 액정 분자 배향예 1과 같이, 액정 분자의 장축 방향을 편광 투과축과 대략 평행하게 하는 쪽이 보다 바람직하다. 또한, 곡선의 특징은 도 9와 유사하므로, 동일하게 해서 최적의 리터데이션을 선택하면 된다.
본 발명에 따른 표시 장치는, 좌우 및 상하 방향의 경사로부터의 시선에 대해서 화상 인식을 방지 가능하게 하는 것을 목적으로 하고 있고, 이 목적을 달성하기 위한 구체적인 구성에 대해서 이하에 설명한다. 또한, 여기에서 좌우 및 상하 방향이란, 예를 들면 도 2에 도시하는 휴대 전화기(1)를 예로 한 경우, 표시부(4)를 종 배치로 한 경우의 좌우 및 상하 방향을 나타내고 있다.
우선, 본 실시 형태에 따른 표시 장치에서는, 도 1에 도시하는 SW-LCD(12)에서, 배향막(24) 및 배향막(25)을 2종류의 영역으로 분할하고, 각 영역에서의 배향 방향을 상이하게 하는 구성으로 되어 있다. 구체예로서는, 도 11에 도시한 바와 같이, 배향막(24)에서의 제1 영역(241) 및 제2 영역(242)을 체크 형상으로 형성한다. 마찬가지로, 배향막(25)에서도 제1 영역 및 제2 영역을 체크 형상으로 형성한다. 배향막(24) 및 배향막(25)에서는, 제1 영역끼리 및 제2 영역끼리를 대향시킨다. 또한, 배향막을 영역 분리하기 위한 패턴 형성은 특별히 한정되는 것은 아니고, 상술한 바와 같은 체크 형상 패턴 이외에 스트라이프 등의 패턴이어도 된다. 단, 상기 패턴에 의한 화상은, 협 시야각 모드 시에서, 메인 화상에 겹침으로써 해당 메인 화상을 인식하기 어렵게 하기 위한 패턴 화상이기 때문에, 어느 정도의 미세한 패턴을 갖는 것이 바람직하고, 또한, 제1 영역과 제2 영역의 배분 비율은 50:50인 것이 바람직하다.
또한, 배향막(24)의 제1 영역(241) 및 제2 영역(242)에서는, 한쪽의 러빙 방 향을 제1 및 제2 편광판(11·13)의 편광 투과축과 평행하게 하고, 다른 쪽의 러빙 방향을 제1 및 제2 편광판(11·13)의 편광 투과축과 직교시킨다. 배향막(25)에서는, 제1 및 제2 영역 모두, 배향막(24)에 대해서 상호 180도 역방향으로 하고, 배향 방향을 안티 패럴렐 구조로 한다. 도 11의 예에서는, 제1 및 제2 편광판(11·13)의 편광 투과축의 y방향으로 하고, 배향막(24) 및, 배향막(25)에서의 제1 영역의 러빙 방향을 편광 투과축과 평행하게 하고, 제2 영역의 러빙 방향을 편광 투과축과 직교시키고 있다.
또한, 상기 배향막(24 및 25)에서, 제1 영역과 제2 영역의 러빙 방향을 상이하게 하기 위해서는, 예를 들면 이하의 방법을 이용하면 된다. 우선, 러빙 전의 배향막에 대해서, 제1 영역에 대응한 러빙 방향에서 배향막 전체면에 대해서 1회째의 러빙을 행한다. 그 후, 제1 영역만을 레지스트로 마스크하고, 상기 마스크 상으로부터 제2 영역에 대응한 러빙 방향에서 2회째의 러빙을 행한다. 이 때, 마스크가 존재하는 제1 영역에서는 1회째의 러빙에 의한 러빙 방향이 유지되지만, 마스크가 존재하지 않는 제2 영역에서는 2회째의 러빙에 의한 러빙 방향으로 된다. 이 때문에, 2회째의 러빙 후, 상기 마스크를 제거하면, 제1 영역과 제2 영역에서 러빙 방향이 상이한 배향막이 얻어진다.
또한, 제1 영역과 제2 영역에서 러빙 방향이 상이한 배향막을 얻는 방법은, 상기 방법에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 광 배향을 이용해도 그러한 배향막을 얻는 것이 가능하다.
또한, SW-LCD(12)에서, 상기 배향막(24 및 25)과 조합되는 투명 전극막(26) 및 투명 전극막(27)은, 적어도 한쪽의 투명 전극막에서, 배향막(24 및 25)의 영역 분할에 맞춰서 거의 체크 형상의 패턴을 갖도록 형성된다. 투명 전극막(26)을 예로 들어서 도 12에 나타내면, 투명 전극막(26)은, 제1 영역(261) 및, 제2 영역(262)으로 패턴 분할된다. 또한, 제1 영역(261) 및 제2 영역(262)의 각각은, 전압이 인가 가능해지도록 코너 부분을 연결해서 형성되기 때문에, 투명 전극막(26)은 도 12에 도시한 바와 같은 거의 체크 형상의 패턴으로 된다. 투명 전극막(27)은, 투명 전극막(26)과 마찬가지로, 제1 영역 및 제2 영역으로 패턴 분할되어 있어도 되고, 혹은, 표시부(4)의 전체면에 대응해서 형성되는 공통 전극이어도 된다.
패턴 분할된 투명 전극막(26)에서의 제1 영역은, 배향막(24 및 25)에서의 제1 영역에 대응하고 있고, 이 영역에서의 액정층(23)에 전압을 인가한다. 마찬가지로, 투명 전극막(26 및 27)에서의 제2 영역은, 배향막(24 및 25)에서의 제2 영역에 대응하고 있고, 이 영역에서의 액정층(23)에 전압을 인가한다. 이에 의해, SW-LCD(12)에서는, 제1 영역 및 제2 영역의 각각에서의 액정층(23)의 액정 분자의 배향을 독립해서 제어할 수 있다.
상기 구성의 액정 표시 장치는, 제1 영역에서는, 표시부(4)를 종 배치로 하는 방향에 있어서, 전술한 액정 분자 배향예 1의 상태로 된다. 한편, 제2 영역에서는, 표시부(4)를 횡 배치로 하는 방향에 있어서, 전술한 액정 분자 배향예 3의 상태로 된다.
이 때문에, 상기 투명 전극막(261)을 이용해서 상기 제1 영역에 대응하는 액정층(23)에 전압을 인가함으로써, 상기 제1 영역에서는, 좌우 방향의 경사로부터의 시선에 대해서, 메인 LCD(14)의 화상의 시인을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 메인 LCD(14)의 화상에 상기 제1 영역에 대응하는 체크 형상의 패턴 모양이 겹쳐서 시인되어, 메인 화상의 인식을 저해한다.
또한, 상기 투명 전극막(262)을 이용해서 상기 제2 영역에 대응하는 액정층(23)에 전압을 인가함으로써, 상기 제2 영역에서는, 상하 방향(표시부(4)를 횡 배치로 해 보는 경우는 좌우 방향)의 경사로부터의 시선에 대해서, 메인 LCD(14)의 화상의 시인을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 메인 LCD(14)의 화상에 상기 제2 영역에 대응하는 체크 형상의 패턴 모양이 겹쳐서 시인되어, 메인 화상의 인식을 저해한다.
또한, 상기 설명에서의 액정 표시 장치는, 제1 및 제2 영역에서 액정 분자 배향예 1, 3을 이용한 것으로 되어 있지만, 액정 분자 배향예 2, 4를 이용한 액정 표시 장치로 하는 것도 가능하다. 즉, 액정 분자 배향예 2, 4에서 이용되는 수직 배향막은, 전압 무인가의 상태에서, SW-LCD(12')의 액정 분자를 기판(21·22)과 대략 수직으로 1축 배향시키는 것이지만, 전압 인가 시의 액정 분자의 경사 방향(회전 방향)은, 수직 배향막의 러빙 방향에 의해 제어된다. 이 때문에, 상기 제1 및 제2 영역에서 수직 배향막의 러빙 방향을 상이하게 함으로써, 액정 분자 배향예 1, 3을 이용한 액정 표시 장치와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 표시 장치에서는, SW-LCD(12)에서의 제1 영역 및 제2 영역에서 액정층(23)에 전압 인가를 행하지 않는 경우, 상하 및 좌우 방향으로부터의 경사 방향으로부터의 어느 시선에 대해서도 메인 화상을 시인할 수 있고, 이 경우를 광 시야각 모드라고 한다. 또한, 협 시야각 모드에서는, 제1 영역에서 액정층(23)에 전압 인가를 행하고, 제2 영역에서 액정층(23)에 전압 인가를 행하지 않는 경우에, 좌우 방향으로부터의 경사 방향으로부터의 시선만에 대해서도 메인 화상의 시인을 방지하고, 제1 영역에서 액정층(23)에 전압 인가를 행하지 않고, 제2 영역에서 액정층(23)에 전압 인가를 행하는 경우에, 상하 방향으로부터의 경사 방향으로부터의 시선만에 대해서도 메인 화상의 시인을 방지하고, 제1 및 제2 영역의 양방에서 액정층(23)에 전압 인가를 행하는 경우에, 상하 및 좌우 방향으로부터의 경사 방향으로부터의 시선에 대해서 메인 화상의 시인을 방지한다.
이상, SW-LCD(12)가 메인 LCD(14)보다 전면(표시면측)에 있는 것을 예로서 설명하고 있지만, 도 13의 표시부(44)와 같이, 메인 LCD(14)의 배면(표시면의 반대측)에 있어도 메인 LCD(14)에의 광의 입사를 제어할 수 있으므로, 시야각을 제어할 수 있다. 또한, 표시부(44)에서는, 편광판(11과 17)을 메인 LCD(14) 양면에 배치하고, SW-LCD(12)의 외측 표면에 편광판(13)을 배치하고 있다.
그러나, SW-LCD(12)가 메인 LCD(14)보다 전면에 있는 쪽이, SW-LCD(12)에 의해 겹쳐지는 화상의 윤곽이 분명히 나타난다. 또한, 복수 화상 표시 모드에서, 메인 LCD(14)가 투과형의 액정 표시를 행하는 경우에는, SW-LCD(12)가 전면에 있어도 배면에 있어도 되지만, 반사형 액정 표시를 행하는 경우에는, 입사광이 메인 LCD(14)를 투과하지 않고 반사하므로, SW-LCD(12)는 메인 LCD(14)의 전면에 배치 할 필요가 있다.
한편, SW-LCD(12)가 메인 LCD(14)보다 배면에 있으면, 메인 LCD(14)를 반사 형 액정 표시할 때에, SW-LCD(12)에서 광이 감쇠되지 않는다. 따라서, 투과 반사형의 액정 표시 장치나, 단일 화상 표시 모드에서 반사형 액정 표시를 하는 경우에는, SW-LCD(12)는 메인 LCD(14)의 배면에 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기예의 SW-LCD(12)에서는, 배향막뿐만 아니라 투명 전극막도 영역 분할함으로써, 상하 방향과 좌우 방향의 시야각 제어를 독립해서 행할 수 있게 되어 있다. 그러나, 본 발명의 표시 장치에서, SW-LCD의 투명 전극막에 대해서는 반드시 영역 분할되어 있을 필요는 없다. 즉, 투명 전극막이 영역 분할되지 않고 공통 전극으로서 구비되는 구성에서는, 상하 방향과 좌우 방향의 시야각 제어가 동시에 행해진다.
또한, 투명 전극막(26·27)의 한쪽에 상기 도 12에 도시한 바와 같은 패터닝을 행하고, 다른 쪽의 투명 전극막에 대해서는, 예를 들면 특정한 로고 모양 등의 영역 부분 이외에 전극이 배치되도록 전극 패터닝을 실시한 것을 사용한다. 이에 의해, 적어도 한쪽의 투명 전극막에 전압이 인가되지 않는 로고 부분에서는, 액정 분자에 전압이 가해지지 않으므로, 배향 방향이 전압 무인가 시와 동일하도록 기판(21·22)과 대략 평행하게 되어 있다. 따라서, 로고 부분만은, 어느 방향으로부터 보아도 SW-LCD(12)에서의 복굴절의 영향을 받지 않는다. 따라서, 협 시야각 모드 시에서 관찰자가 보는 화상은, 로고 부분 이외에서 상기 패턴 화상이 시인되어, 로고 부분에서 광이 투과하는, 도 14의 표시부와 같은 로고 화상으로 된다.
또한, 본 실시 형태의 표시 장치는, 제1 편광판(13)과 제2 편광판(11)의 편광 투과축이 동일한 방향의 것을 사용하고 있지만, 편광 투과축끼리 축 각도를 갖 고 있는 경우에도, 도 15에 도시한 바와 같이, 제2 편광판(11)과 기판(21) 사이에, 입사하는 광의 편광 방향을 회전시키는 편광 회전 부재(50)를 배치하면, 동일한 기능을 갖게 할 수 있다. 즉, 편광 회전 부재(50)가, 액정 분자로부터 출사되는 직선 편광의 편광 방향을 회전시켜서, 제2 편광판(11)에 의해 취출되는 것 같은 직선 편광으로 함으로써, 제1 편광판(13)과 제2 편광판(11)의 편광 투과축이 일치하지 않고 있어도, 제2 편광판(11)에, 상기 액정 분자로부터 출사하는 직선 편광을 취출시킬 수 있다. 편광 회전 부재(50)로서는, 1/2λ판(위상차 판)을 이용할 수 있다.
또한, 상기 편광 회전 부재(50)는, 제1 편광판(13)과 제2 편광판(11) 사이이면, 액정층보다 광 입사측에 설치해도, 광출사측에 설치해도 된다. 또한, 제1 편광판(13)보다 광 입사측에 편광 회전 부재(50)를 설치해도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 휴대 전화기의 액정 표시부에 본 발명을 적용한 경우에 대해 설명하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 모바일의 퍼스널 컴퓨터, AV 기기, DVD 플레이어 등의 표시 장치를 갖는 휴대용 전자 기기에 적용할 수 있다. 혹은, 비 휴대형의 표시 장치에 적용하고, 시선 방향에 따라 서로 다른 표시를 할 수 있는 디스플레이로서 사용해도 된다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 표시 장치는, 화상을 표시하기 위한 영상 표시 수단과, 시인되는 화상을, 단일 화상 표시 모드와 복수 화상 표시 모드로 전기적으로 절환하기 위한 표시 절환 수단을 구비하는 표시 장치에서, 상기 표시 절환 수단은, 단일 화상 모드에서는, 영상 표시 수단에 표시되는 화상을 어느 방향으로부터도 시인 가능하게 하고, 복수 화상 표시 모드에서는, 정면 방향으로부터는 영상 표 시 수단에 표시되는 화상을 시인 가능하게 하고, 경사 방향으로부터는 영상 표시 수단에 표시되는 화상에 상기 표시 절환 수단으로 형성되는 패턴 화상을 중첩한 화상을 시인시키는 것임과 함께, 상기 표시 절환 수단은, 제1 영역과 제2 영역으로 영역 분할되어 있고, 단일 화상 모드에서는, 상기 제1 영역 및, 제2 영역 모두, 영상 표시 수단에 표시되는 화상을 어느 방향으로부터도 시인 가능하고, 복수 화상 표시 모드에서는, 좌우 방향으로부터의 시선에 대해서 상기 제1 영역을 비투과 영역으로 하는 패턴 화상을 영상 표시 수단으로 표시되는 화상에 중첩한 화상을 시인시키거나, 혹은, 상하 방향으로부터의 시선에 대해서 상기 제2 영역을 비투과 영역으로 하는 패턴 화상을 영상 표시 수단으로 표시되는 화상에 중첩한 화상을 시인시킨다.
상기의 구성에 따르면, 상기 영상 표시 수단으로 표시되는 화상은, 복수 화상 표시 모드 시에서의 경사 방향으로부터의 시선에 대해서, 상기 표시 절환 수단에 의해 형성되는 패턴 화상을 겹침으로써 그 시인이 방지된다.
또한, 상기 표시 절환 수단은, 제1 영역과 제2 영역으로 영역 분할되어, 제1 영역에서 좌우 방향의 경사로부터의 시인을 방지하고, 제2 영역에서 상하 방향의 경사로부터의 시인을 방지함으로써, 좌우 및 상하 방향의 경사로부터의 시선에 대해서 화상 인식을 방지 가능하게 하는 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한, 상기 표시 장치에서는, 상기 표시 절환 수단은, 한 쌍의 기판 간에 배치된 액정층임과 함께, 또한, 상기 표시 절환 수단에 일정 방향의 직선 편광을 입사시키는 제1 편광 수단과, 상기 표시 절환 수단으로부터 출사하는 광 중 일정 방 향의 직선 편광을 취출하는 제2 편광 수단을 구비하고 있고, 상기 액정층의 액정 분자를 기판과 직교하는 방향으로부터 투사한 경우의 액정 분자의 장축 방향과, 상기 액정 분자에 입사하는 광의 직선 편광 방향이, 상기 제1 영역 및 제2 영역의 한쪽에서는 항상 대략 평행, 다른 쪽에서는 대략 수직으로 되도록 배향 분할되어 있고, 상기 제2 편광 수단이, 상기 액정 분자로부터 출사하는 직선 편광을 취출하고 있고, 단일 화상 표시 모드에서는, 상기 제1 영역 및 제2 영역 모두, 액정 분자의 장축 방향이 상기 기판과 대략 평행 또는 대략 수직으로 되도록 배향되어 있고, 복수 화상 표시 모드에서는, 상기 제1 영역 및 제2 영역 중 적어도 한쪽에서, 액정 분자의 장축 방향이 기판에 대해서 경사지도록 배향되어 있는 구성으로 할 수 있다.
상기의 구성에 따르면, 상기 액정층의 액정 분자의 장축 방향은, 상기 제1 편광 수단의 투과축 또는 흡수축의 방향과 광의 진행 방향이 이루는 면에 포함되어 있고, 상기 액정 분자는, 그 장축 방향이, 광의 진행 방향에 대해서 대략 수직 또는 대략 평행한 상태와, 광의 진행 방향에 대해서 경사져 있는 상태를 취할 수 있는 구성이다. 여기에서, 경사란, 어떤 방향 또는 어떤 평면에 대해서, 평행도 수직도 아닌 것을 의미한다.
바꿔 말하면, 상기 액정층의 액정 분자의 장축 방향이, 단일 화면 표시 모드에서는, 상기 기판과 대략 평행, 또한, 제1 편광 수단의 편광 투과축과 대략 평행 또는 대략 수직이고, 복수 화상 표시 모드에서는, 이 단일 화면 표시 모드의 상태로부터, 기판에 수직인 방향으로 경사진다. 혹은, 상기 액정층의 액정 분자의 장 축 방향이, 단일 화면 표시 모드에서는, 상기 기판과 대략 수직이고, 복수 화상 표시 모드에서는, 이 단일 화면 표시 모드의 상태로부터, 제1 편광 수단의 편광 투과축과 대략 평행 또는 대략 수직이고, 또한, 기판에 수직인 면내에서 경사진다.
이것에 따르면, 제1 편광 수단에 의해, 표시 절환 수단에 입사하는 광이 일정 방향의 직선 편광으로 된다. 또한, 표시 절환 수단의 액정층에서는, 액정 분자를 기판과 직교하는 방향으로부터 투사한 경우의 장축 방향이, 제1 편광 수단을 투과한 광의 편광 방향과 항상 대략 평행 또는 대략 수직으로 되도록 배향되어 있다.
액정층에 입사하는 직선 편광의 편광 방향과, 어떤 방향으로부터 액정 분자를 투사한 경우의 장축 방향이 평행 또는 수직인 경우, 이 방향으로부터 보았을 때에 액정층에서의 복굴절은 발생하지 않는다. 따라서, 선택된 모드에 한하지 않고, 배향 변화에 의해 액정 분자 상의 점이 그리는 평면과 평행한 방향으로부터(이하, 「정면 방향으로부터」라고 함) 본 액정층에서는 복굴절이 발생하지 않는다. 따라서, 예를 들면, 제1 편광 수단과 제2 편광 수단의 편광 투과축을 동일 방향으로 하거나, 제1 편광 수단을 출사하는 직선 편광을, 제2 편광 수단의 투과축과 일치하도록 편광 방향을 회전시켜서 제2 편광 수단에 입사시키는 부재를 설치함으로써, 제1 편광 수단과 동일한 방향의 직선 편광을 제2 편광 수단으로 취출하면, 영상 표시 장치의 화상을 시인할 수 있다.
한편, 상기 정면 방향 이외로부터 본 경우(이하 경사 방향으로부터 본 경우라고 함)에는, 단일 화면 표시 모드나, 복수 화면 표시 모드에서, 시인되는 화상이 서로 다르다.
단일 화면 표시 모드에서는, 상기 제1 영역 및 제2 영역 모두, 액정 분자의 장축 방향이 상기 기판과 대략 평행 또는 대략 수직으로 되어 있으므로, 경사 방향으로부터 투사한 경우의 액정 분자의 장축 방향도, 정면으로부터 본 경우와 동일하게 된다. 따라서, 경사 방향으로부터 보아도, 액정 분자에 복굴절이 발생하지 않아서, 입사광이 액정층과 제2 편광 수단을 통과시킬 수 있어, 영상 표시 장치의 화상을 시인할 수 있다.
이것에 대해서, 복수 화면 표시 모드에서는, 액정 분자의 장축 방향을 기판에 대해서 경사시킴으로써 경사 방향으로부터 투사한 경우의 액정 분자의 장축 방향이, 입사광의 편광 방향과 교차각을 갖는다. 따라서, 경사 방향으로부터 본 경우에, 액정 분자에 복굴절이 발생하고, 액정층을 투과한 광의 편광 방향이 변하여, 제2 편광 수단을 통과시킬 수 없어져, 영상 표시 장치의 화상을 시인할 수 없게 된다.
따라서, 단일 화면 표시 모드에서는, 어느 방향으로부터도 영상 표시 수단이 표시하는 화상을 시인할 수 있고, 복수 화상 모드에서는, 특정의 방향으로부터만 영상 표시 수단이 표시하는 화상을 시인할 수 있다. 따라서, 이 표시 장치에서, 공공의 장소에서 기밀문서를 열람하고자 할 때나, 촬영한 화상을 다수인이 보고자 할 때 때 등의 상황에 맞추어, 시야각을 변경할 수 있다.
또한, 이러한 구성에 따르면, 복굴절을 제어함으로써 시야각을 제어하고 있으므로, 간단한 구성으로, 영상 표시 장치의 표시 품위는 양호하게 유지할 수 있다.
또한, 상기 액정 표시 장치에서는, 상기 복수 화상 표시 모드에서는, 상기 액정층에 전압을 인가하기 위한 투명 전극막을 상기 제1 및 제2 영역으로 분할해서 패터닝함으로써, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에서의 시야각 제어를 독립해서 행할 수 있는 것이 바람직하다.
상기의 구성에 따르면, 표시 장치의 사용 형태에 따라서, 좌우 방향 및 상하 방향의 경사로부터의 시선에 대한 화상 인식을 독립해서 제어할 수 있다.
본 발명의 전자 기기는, 이상과 같은 표시 장치를 탑재하고 있다.
따라서, 간단한 구성으로, 표시 품위가 유지되고, 모드 절환에 의해, 특정한 방향에서는 표시 화상을 숨길 수 있는 표시를 할 수 있는 전자 기기를 실현할 수 있다.
본 발명의 표시 장치는, 시선의 방향에 따라 서로 다른 화상이 시인되는 모드로 설정할 수 있으므로, 휴대 통신 단말기나 모바일의 퍼스널 컴퓨터, AV기기, DVD 플레이어 등의 휴대용 전자 기기의 디스플레이, 혹은, 시선의 방향에 따라 복수의 정보를 제시할 수 있는 디스플레이 등에 적용할 수 있다.

Claims (4)

  1. 화상을 표시하기 위한 영상 표시 수단과,
    시인되는 화상을, 단일 화상 표시 모드와 복수 화상 표시 모드로 전기적으로 절환하기 위한 표시 절환 수단을 구비하는 표시 장치로서,
    상기 표시 절환 수단은, 단일 화상 표시 모드에서는, 영상 표시 수단에 표시되는 화상을 어느 방향으로부터도 시인 가능하게 하고, 복수 화상 표시 모드에서는, 정면 방향으로부터는 영상 표시 수단에 표시되는 화상을 시인 가능하게 하고, 경사 방향으로부터는 영상 표시 수단에 표시되는 화상에 상기 표시 절환 수단으로 형성되는 패턴 화상을 중첩한 화상을 시인시키는 것임과 함께,
    상기 표시 절환 수단은, 제1 영역과 제2 영역으로 영역 분할되어 있고,
    단일 화상 표시 모드에서는, 상기 제1 영역 및 제2 영역 모두, 영상 표시 수단에 표시되는 화상을 어느 방향으로부터도 시인 가능하고,
    복수 화상 표시 모드에서는, 좌우 방향으로부터의 시선에 대해서 상기 제1 영역을 비투과 영역으로 하는 패턴 화상을 영상 표시 수단으로 표시되는 화상에 중첩한 화상을 시인시키거나, 혹은, 상하 방향으로부터의 시선에 대해서 상기 제2 영역을 비투과 영역으로 하는 패턴 화상을 영상 표시 수단으로 표시되는 화상에 중첩한 화상을 시인시키며,
    상기 표시 절환 수단은, 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정층임과 함께, 또한, 상기 표시 절환 수단에 일정 방향의 직선 편광을 입사시키는 제1 편광 수단과, 상기 표시 절환 수단으로부터 출사하는 광 중 일정 방향의 직선 편광을 취출하는 제2 편광 수단을 구비하고,
    상기 액정층의 액정 분자를 기판과 직교하는 방향으로부터 투사한 경우의 액정 분자의 장축 방향과, 상기 액정 분자에 입사하는 광의 직선 편광 방향이, 상기 제1 영역 및 제2 영역의 한쪽에서는 항상 평행, 다른 쪽에서는 수직으로 되도록 배향 분할되어 있고,
    상기 제2 편광 수단이, 상기 액정 분자로부터 출사하는 직선 편광을 취출하고 있고,
    단일 화상 표시 모드에서는, 상기 제1 영역 및 제2 영역 모두, 액정 분자의 장축 방향이 상기 기판과 평행 또는 수직으로 되도록 배향되어 있고,
    복수 화상 표시 모드에서는, 상기 제1 영역 및 제2 영역 중 적어도 한쪽에서, 액정 분자의 장축 방향이 기판에 대해서 경사지도록 배향되어 있는 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수 화상 표시 모드에서는, 상기 액정층에 전압을 인가하기 위한 투명 전극막을 상기 제1 및 제2 영역으로 분할해서 패터닝함으로써, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에서의 시야각 제어를 독립해서 행할 수 있는 표시 장치.
  4. 제1항 또는 제3항의 표시 장치를 탑재하고 있는 전자 기기.
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