CN101354120B - 光源、显示设备、便携式终端设备和光束方向切换元件 - Google Patents

Abstract

提出了一种光源，包括：背光，发出平面形状的光；光束方向调整元件，调整从背光入射的光的方向，并将所述光线射出，其中沿垂直于其光调整方向的方向交替地形成透射光的透明区域和吸收光的吸收区域；以及透明和散射切换元件，能够在透射从光束方向调整元件入射的光的状态和散射光的状态之间进行切换。

Description

光源、显示设备、便携式终端设备和光束方向切换元件

本申请是由日本电气株式会社于2005年5月23日向中国国家知识产权局提出的题为“光源、显示设备、便携式终端设备和光束方向切换元件”的申请No.200510072817.0的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种光源、一种显示设备、一种便携式终端设备和一种光束方向切换元件，更具体地，涉及一种能够改变照明光的照射角度的光源、一种能够利用所述光源改变视场角的显示设备、一种利用所述显示设备的便携式终端设备和一种包括在所述光源中的光束方向切换元件。

背景技术

随着近年来技术的发展，具有较宽视场角(即在较宽的角度范围内垂直可视)的液晶显示设备(LCD)已经投入使用。此外，安装由LCD的便携式信息终端也得到了广泛应用。在这种便携式信息终端中，当用户与其他人一起观看显示在LCD上的信息时，需要LCD的视场角较宽。另一方面，在便携式信息终端中，用户通常不希望其他人观看所显示的信息。在这种情况下，需要LCD的视场角较窄。按照这种方式，需要视场角根据使用LCD的状态或宽或窄。传统上，已经提出了满足这种需求的LCD。

图24(a)和24(b)示意性地示出了日本专利未审公开No.6-59287中所描述的传统液晶显示设备。图24(a)示出了在未向其施加电压时的液晶显示设备。图24(b)示出了在向其施加电压时的液晶显示设备。如图24(a)和24(b)所示，第一传统液晶显示设备包括液晶板，其中通过透明基板102和108密封液晶材料(未示出)。将偏振板101设置在液晶板的一个表面上。将客主液晶单元131设置在另一表面上。客主液晶单元131包括两片透明基板114，在其表面上设置有透明电极110。两片透明基板114密封包括液晶分子131a和细长染料分子131b的液晶材料。染料分子131b在分子的次轴方向上比主轴方向上更多地吸收光。当未向客主液晶单元131施加电压时，液晶分子131a和拉长染料分子131b沿纵向平行于透明基板114的表面排列。当向客主液晶单元131施加电压时，液晶分子131a和拉长染料分子131b沿纵向垂直于透明基板114的表面排列。偏振板101设置在液晶板与客主液晶单元131相对的表面的相对侧的表面上。

在这种第一传统液晶显示设备中，较宽角度范围内的光通过液晶板，入射到客主液晶单元131上。当以较宽的视场角显示图像时，未向客主液晶单元131施加电压，从而使客主液晶单元131的光吸收方向与偏振板101的吸收方向相一致，由此光直接通过客主液晶单元131。因此，能够在较宽的角度范围内可视地识别显示屏幕。

当以较窄的视场角显示图像时，向客主液晶单元131施加电压，染料分子131b沿纵向处置于透明基板114的表面排列，并且光的入射角较大地偏离与透明基板114的表面相垂直的方向。染料分子131b吸收光，并且所述光不能通过客主液晶单元131。因此，即使入射到显示设备上的光的角度分布较宽，仍然能够通过客主液晶的吸收将发射光的角度分布变窄。因此，能够减小可视识别的显示平面的尺寸。

图25是示意性地示出了日本专利未审公开No.10-197844中所描述的第二传统液晶显示设备的示意图。第二传统液晶显示设备包括背光113，如图25所示。在背光113上设置将聚合物弥散液晶(PDLC)层111夹在两个透明基片109之间的PDLC单元136。将偏振板101设置在PDLC单元136上，并将扭转向列液晶显示器(TN-LCD)设置在偏振板101上。将客主液晶单元设置在TN-LCD上，并将偏振板101设置在客主液晶单元上。此客主液晶单元具有与用在如日本专利未审公开No.6-59287中所描述的第一传统液晶显示设备中的客主液晶单元相同的结构。

在第二传统液晶显示设备中，通过开关施加到客主液晶单元上的电压来切换宽视场显示和窄视场显示。此外，通过开关施加到PDLC单元上的电压来切换光的透射和反射，以调整显示屏幕的亮度。

日本专利未审公开No.11-142819公开了一种液晶显示设备，其中在光源和液晶板之间设置由棱镜片构成的会聚元件和由PDLC单元构成的光散射元件。日本专利未审公开No.11-142819提及能够通过利用棱镜片来增加光的方向性、然后利用PDLC单元透射或散射来自棱镜片的光、在窄视场角和宽视场角之间进行切换。此外，日本专利未审公开No.9-105907公开了一种类似的液晶显示设备，其中在光源和液晶板之间设置由PDLC单元构成的光学元件。

另一方面，传统上，已经提出了高度准直的背光，其中固定了照明光的照射角度，但提高了在如前方等特定方向上的方向性(例如，参见月刊“Display”，2004年5月，第14～17页)。图26是示出了在月刊“Display”，2004年5月，第14～17页中所描述的传统高度准直的背光213的透视图。如图26所示，在此传统的高度准直背光213中，将LED201设置在其中设置有光导板202的位置，以及将线形微棱镜以LED201为中心地设置在光导板202中。将其中棱镜结构同样以LED201为中心地进行设置的棱镜片203设置在光导板202的发光表面上。此外，将反射片204设置在与光导板202设置有棱镜片203的表面相对侧的表面上。

来自LED201的输出光入射到光导板202上，并通过形成在光导板202中的线形微棱镜沿光导板202的表面放射状地发射。这里，将LED设置在光导板202的一个位置上，并且设置形成在光导板202中的线形微棱镜的纵向，从而实质上垂直于LED201。因此，即使通过光导板202导入的光与线形微棱镜相撞，所述光线也不会沿线形微棱镜的纵向偏转，而是线形地、放射状地围绕LED201传播。棱镜片203折射从光导板202出射的光，并沿相对于光导板202的发光表面的垂直方向偏转。因此，实现了沿前方二维地改善了方向性的高度准直背光。

但是，上述传统技术具有下述典型问题。在日本专利未审公开No.6-59287中所描述的液晶显示设备中，在位于客主液晶单元中的染料分子的次轴方向和主轴方向上，光吸收量的差别较小。换句话说，染料二色性比较低。此外，在透明基板附近的液晶分子在施加电压时并不站立，而且染料分子保持平行于透明基板排列。因此，在施加电压时的客主液晶单元中，吸收其入射角较大地偏离与透明基板的表面相垂直的方向的光的效率下降，而且窄视场显示时的视场角增加。

此外，在日本专利未审公开No.10-197844中所描述的液晶显示设备中，也是通过施加到客主液晶单元上的电压的开关来进行宽视场显示和窄视场显示之间的切换的。因此，存在与日本专利未审公开No.6-59287中所描述的液晶显示设备相同的问题。

此外，在日本专利未审公开No.11-142819中所描述的液晶显示设备中，通过棱镜片会聚来自光源的光，即，提高了光的方向性。高度准直的光直接通过PDLC单元，由此减小了可视觉识别的显示屏幕的尺寸。但是，由于棱镜片并不具有足够的提高光的方向性的效果，窄视场显示时的视场角增加。换句话说，其他人可以观看所显示的信息。

发明内容

考虑到上述典型的和其他问题，作出本发明，本发明的典型特征在于提供一种具有较大可变宽度的照明光照射角的光源、一种利用所述光源、具有较大可变宽度的视场角的显示设备、一种利用所述显示设备的便携式终端设备、以及一种包括在所述光源中的光束方向切换元件。

根据本发明一个典型方案的光源包括：背光，发出平面形的光；光束方向调整元件，调整从背光入射的光的方向，并将所述光线射出，其中沿垂直于其光调整方向的方向交替地形成透射光的透明区域和吸收光的吸收区域；以及透明和散射切换元件，能够在透射从光束方向调整元件入射的光的状态和散射光的状态之间进行切换。

在本发明中，在背光和液晶板之间设置用于控制光的方向的光束方向调整元件和能够根据所施加的电压的通断在透明和散射状态之间进行切换的透明和散射切换元件，由此能够增加光源中光的照射角度的可变宽度。

优选地，由背光射出的光的出射方向相对于与发射表面相垂直的方向、以椭圆形、放射状地扩展，并且沿平行于椭圆的长轴方向的方向交替地形成光束方向调整元件的透明区域和吸收区域。

优选地，由背光射出的光的出射方向相对于与发射表面相垂直的方向、以椭圆形、放射状地扩展，并且在光束方向调整元件中，沿平行于椭圆的短轴方向的方向交替地形成光束方向调整元件的透明区域和吸收区域。因此，通过光束方向调整元件的背光光量增加，能够实现亮光源。

可以相对于与发射表面相垂直的方向、以圆形、放射状地会聚由背光射出的光的出射方向。因此，由于可以减少光束方向调整元件对光的吸收损耗，能够实现亮显示。此外，由于背光的方向性是二维的，对于与交替排列光束方向调整元件的透明区域和吸收区域的方向正交的方向，能够在窄视场显示和宽视场显示之间进行切换。

优选地，在透明和散射切换元件中，将包括液晶分子和聚合物的聚合物/液晶复合层夹在扁平电极对之间，当在扁平电极间施加电压时，聚合物/液晶复合层处于其中聚合物/液晶复合层透射入射光的状态，而当未在扁平电极间施加电压时，聚合物/液晶复合层处于其中聚合物/液晶复合层散射入射光的状态。因此，由于在透明和散射切换元件散射入射光的状态下，透明和散射切换元件并不消耗电能，将电能分配给背光光源。因此，能够提高光源在散射状态时的亮度。

在停止施加电压之后，可以保持在向其施加电压时液晶分子的定向状态。

可以一体地形成透明和散射切换元件和光束方向调整元件。因此，由于能够以透明和散射切换元件支撑光束方向调整元件，能够实现高度稳定的薄光源。

透明和散射切换元件和光束方向调整元件可以具有共用基板。

光束方向调整元件的基板可以只是由光束方向调整元件和透明和散射切换元件所共用的基板。因此，能够进一步减小光源的厚度。此外，优选地，可以独立设置背光的光量以及透明和散射切换元件的透明和散射状态。因此，能够按照多种方式来设置从光源射出的光的强度和方向性。

同样可能的是，当未在扁平电极之间施加电压时，透明和散射切换元件处于其中透明和散射切换元件散射入射光的状态，而且当透明和散射切换元件在散射状态下使用时，将电压施加到透明和散射切换元件上。因此，当透明和散射切换元件在散射状态下使用时，能够增加前方亮度，而不会显著地减小斜方向上的亮度。

根据本发明另一典型方案的显示设备包括：背光，发出平面形的光；光束方向调整元件，调整从背光入射的光的方向，并将所述光线射出，其中沿垂直于其光调整方向的方向交替地形成透射光的透明区域和吸收光的吸收区域；透明和散射切换元件，能够在透射从光束方向调整元件入射的光的状态和散射光的状态之间进行切换；以及液晶板，利用从透明和散射切换元件入射的光来显示图像。

在本发明中，在背光和液晶板之间设置用于控制光的方向的光束方向调整元件和能够根据所施加的电压的通断在透明和散射状态之间进行切换的透明和散射切换元件，由此能够增加显示设备的视场角的可变宽度。

优选地，由背光射出的光的出射方向相对于与发射表面相垂直的方向、以椭圆形、放射状地扩展，并且在光束方向调整元件中，沿平行于椭圆的长轴方向的方向交替地形成光束方向调整元件的透明区域和吸收区域。

白光源可以由蓝光LED和黄光磷光体构成，以脉冲调制来调整光量。因此，能够在切换透明和散射的同时调整白光源的光量时，控制显示设备的色度改变。

交替地形成光束方向调整元件的透明区域和吸收区域的方向和显示板的像素排列方向不必彼此平行。因此，能够减少由于光束方向调整元件和显示板而引起的波纹(Moire)。

显示板可以是液晶板，以及液晶板可以是横向电场模式、多域垂直定向模式或薄膜补偿TN模式的板。因此，能够在透明和散射切换元件处于散射状态时，控制色调改变并提高可视性。

便携式终端设备可以具有调整装置，所述调整装置能够彼此独立地改变背光量和透明和散射切换元件的透明和散射状态。因此，用户可以根据使用便携式终端设备的环境设置最佳状态。

便携式终端设备可以具有电能累积装置、针对电能累积装置中所积累的电能的残余量检测装置、以及控制装置，所述控制装置根据所检测到的残余量信息自动改变背光量和透明和散射切换元件的透明和散射状态。当使透明和散射切换元件处于透明状态时，由于能够降低背光的光量，能够减少在残余电池电量较低时的功率消耗，并延长便携式终端设备的操作时间。

可以沿便携式终端设备的横向交替形成透明和散射切换元件的透明区域和吸收区域。因此，能够增加便携式终端设备横向上视场角的可变宽度。

根据本发明的光束方向切换元件的特征在于一体地形成光束方向调整元件和透明和散射切换元件，所述光束方向调整元件调整入射光的方向，并将所述光线射出，所述透明和散射切换元件，能够在透射从光束方向调整元件入射的光的状态和散射光的状态之间进行切换。因此，由于能够以透明和散射切换元件支撑光束方向调整元件，能够实现高度稳定的薄光束方向切换元件。

在光束方向切换元件中，可以在共用基板上形成透明和散射切换元件和光束方向调整元件。光束方向调整元件的基板可以只是由光束方向调整元件和透明和散射切换元件所共用的基板。

根据本发明的典型方案，在背光和液晶板之间设置用于控制光的方向的光束方向调整元件和能够根据所施加的电压的通断在透明和散射状态之间进行切换的透明和散射切换元件。因此，能够增加光源中光的照射角度的可变宽度，并增加使用这种光源的液晶显示设备的视场角的可变宽度。

附图说明

图1是示出了根据本发明第一典型实施例的液晶显示设备的截面图；

图2是示出了用在根据本发明第一典型实施例的液晶显示设备中的背光的示例的透视图；

图3是示出了从背光射出的光的方向的示意图；

图4是示出了用在根据本发明第一典型实施例的液晶显示设备中的百叶窗(louver)的示例的平面图；

图5是示出了根据本发明第一典型实施例的液晶显示设备在宽视场角时的光分布特性的示意图；

图6是示出了根据本发明第一典型实施例的液晶显示设备在窄视场角时的光分布特性的示意图；

图7是示出了用在根据本发明第一典型实施例的第一修改的液晶显示设备中的百叶窗(louver)的示例的平面图；

图8是示出了用在根据本发明第一典型实施例的第二修改的液晶显示设备中的百叶窗的示例的平面图；

图9是示出了根据本发明第一典型实施例的第三修改的液晶显示设备在宽视场角时的光分布特性的示意图；

图10是示出了根据本发明第一典型实施例的第三修改的液晶显示设备在窄视场角时的光分布特性的示意图；

图11是示出了根据本发明第二典型实施例的液晶显示设备的截面图；

图12是示出了根据本发明第三典型实施例的液晶显示设备的截面图；

图13是示出了根据本发明第四典型实施例的液晶显示设备的截面图；

图14是示出了根据本发明第五典型实施例的液晶显示设备的截面图；

图15是示出了根据本发明第六典型实施例的液晶显示设备的截面图；

图16是示出了根据本发明第七典型实施例的液晶显示设备的截面图；

图17是示出了根据本发明第八典型实施例的液晶显示设备的截面图；

图18是示出了根据本发明第九典型实施例的液晶显示设备的截面图；

图19是示出了根据本发明第十典型实施例的液晶显示设备的截面图；

图20是示出了将些许电压施加到处于散射状态的透明和散射切换元件上以调整散射属性的实验结果的曲线图；

图21是示出了安装有本发明的液晶显示设备的便携式终端设备的透视图；

图22是示出了根据本发明第十二典型实施例的液晶显示设备的透明和散射切换元件的平面图；

图23是示出了其中交替形成光束方向调整元件的透明区域和吸收区域的方向与液晶显示板的像素排列方向互不平行的液晶显示设备的平面图；

图24(a)是示意性地示出了未向其施加电压时的第一传统液晶显示设备的示意图；

图24(b)是示意性地示出了向其施加电压时的第一传统液晶显示设备的示意图；

图25是示意性地示出了第二传统液晶显示设备的示意图；以及

图26是示出了传统高度准直背光的透视图。

具体实施方式

此后，将参照附图对本发明的典型实施例进行具体解释。首先，将解释本发明的第一实施例。图1是示出了根据本发明第一典型实施例的液晶显示设备的截面图。图2是示出了用在根据本发明第一典型实施例的液晶显示设备中的背光的示例的透视图。图3是示出了从背光射出的光的方向的示意图。图4是示出了用在根据本发明第一典型实施例的液晶显示设备中的百叶窗的示例的平面图。图5是示出了根据本发明第一典型实施例的液晶显示设备在宽视场角时的光分布特性的示意图。图6是示出了根据本发明第一典型实施例的液晶显示设备在窄视场角时的光分布特性的示意图。

如图1所示，在根据第一实施例的液晶显示设备中，设置了背光13，并将百叶窗12(光束方向调整元件)设置在背光13上。将透明和散射切换元件22设置在百叶窗12上，并将液晶板21设置在透明和散射切换元件22上。设置光源，包括背光、光束方向调整元件和透明和散射切换元件。

如图2所示，沿背光13的一个端面设置棱镜形状的线光源36，并设置白光LED25，分布与其两端相对。线光源36包括多个棱镜(未示出)，环状排列，用于沿背光13与多个棱镜实质上正交的方向折射从白光LED25入射到线光源36上的光。按照这种方式，线光源36沿背光13的方向从背光13的侧面射出线形光。此外，背光13包括多个棱镜(未示出)，沿与平行于线光源36延伸且与线光源36相对的表面正交的方向环状排列。这些棱镜沿与背光13的一个表面37正交的方向折射从线光源36入射的线形光，并从整个表面37射出平面光。背光13发光，从而使平行于线光源36的方向上的光具有比正交于线光源36的方向上的光更宽的角度。

如图3所示，通过极角θ和方位角φ来定义从背光13射出的光的方向35。极角θ是由方向35和垂直于背光13的表面的方向34所形成的角。在平行于背光13的投影表面33上，在采用X-Y矩形坐标并将方向34和投影表面33彼此相交的点作为原点0时，方位角φ是由连接方向35与投影表面33彼此相交的交点和原点0的直线与X轴所形成的角。按照这种方式，从背光13射出的光是漫射光，并且θ和φ具有较宽的分布。

如图1所示，百叶窗12是光束方向调整元件，用于提高从背光13射出的光的方向性。百叶窗12将从背光13入射的展宽光调整到一个方向上，并将所述光线射出。例如，此光调整方向是与百叶窗12的表面垂直的方向。对于从百叶窗12射出的光，提高了光在垂直于百叶窗12的表面的方向(光调整方向)上的方向性。在这种情况下，以通过百叶窗12调整的方向射出的光稍有展宽，尽管极角θ小于如图3所示的从背光13射出的光的极角。

例如，在百叶窗12中，沿平行于百叶窗12的表面的方向交替地排列透射光的透明区域12a和吸收光的吸收区域12b。例如，交替排列透明区域12a和吸收区域12b的方向等同于背光13射出宽角度光的方向，即平行于线光源36的方向。如图4所示，从垂直于百叶窗12的表面的方向上看，带形的透明区域12a和吸收区域12b交替排列。例如，百叶窗12可以调整透明区域12a和吸收区域12b的排列间距和吸收区域12b中的光吸收量，以调整射出入射光时的出射角。

将包括聚合物/液晶复合层的透明和散射切换元件夹在扁平电极对之间。聚合物/液晶复合层包括液晶分子和聚合物。例如，可以将其中液晶分组扩散到聚合物膜中的聚合物扩散液晶层、包括其中向液晶中添加了聚合物纤维的LC层的混合物、包括其中向液晶中添加了小珠的LC层的混合物、包括其中在聚合物中扩散有液晶微囊的LC层的混合物、或包括其中将液晶材料适当地设置在聚合物矩阵中的LC层的混合物用作聚合物/液晶复合层。

如图1所示，在透明和散射切换元件22中，将通过将液晶分组11b散布在聚合物矩阵11a中形成的PDLC层11放入电极10中，并在每个电极10上设置透明基板9。通过电极10向夹在电极10之间的PDLC层11施加电压，由此改变PDLC层11中的液晶分子的定向状态。例如，通过将光固化树脂和液晶材料曝光并硬化所述混合物来形成PDLC层11。透明和散射切换元件22散射或透射从百叶窗12入射的光，并将光射向液晶板21。

在液晶板21中，设置有对从透明和散射切换元件22入射的光进行偏振的偏振板1，并将透明基板8设置在偏振板1上。按照矩阵形状、在透明基板8上设置限定了像素区域的像素电极7。设置液晶层6覆盖像素电极7和透明基板8的表面。将用于向液晶层6施加电压的共用电极5设置在液晶层6上，并将透明电介质层4设置在共用电极5上。在透明电介质层4中，在与透明基板8表面上未被像素电极7覆盖的区域相对应的位置上形成沟槽，并在沟槽中设置用于防止外部光投影到液晶板上的黑矩阵3。设置透明基板2以覆盖透明电介质层4和黑矩阵3，并将用于对来自液晶板的出射光进行偏振的偏振板1设置在透明基板2上。

如图5所示，从背光13射出的光具有在X方向上比在Y方向上扩展得更宽的椭圆形分布38。此出射光分布表明分布区域的面积越大，光扩展得越大。当具有此分布的光38入射到百叶窗12上时，沿X方向传播的光被百叶窗12吸收，并将其变为具有高度准直的分布的光39，其实质上以圆形形状分布。在宽视场显示的情况下，当具有这种分布的光39入射到处于散射状态的透明和散射切换元件22上时，圆形分布的光被均匀散射，以变为扩展得更大的圆形分布光40。具有此分布的光40透射过液晶板21，并被射出，以实现宽视场显示。

如图6所示，当具有分布38的光入射到百叶窗12上时，沿X方向传播的光被百叶窗12吸收，并将其变为具有高度准直的分布的光39，其实质上以圆形形状分布。在窄视场显示的情况下，当具有这种分布的光39入射到处于透明状态的透明和散射切换元件22上时，圆形分布的光直接透射过透明和散射切换元件22，并射出具有分布39的光。具有此分布的光39透射过液晶板21，并被射出，以实现窄视场显示。

接下来，将解释如上形成的、根据本发明第一实施例的液晶显示设备的操作。首先，将解释宽视场显示的情况。如图1所示，使从背光13出射的光入射到百叶窗12上。如图3所示，从背光13射出的光是漫射光，且θ和φ具有较宽的分布。在如图2所示的背光13中，如图5所示，从背光13射出的光在中接近0度或180度的情况下比φ接近90度或270度的情况下具有更大的θ值。换句话说，从背光13射出的光具有在X方向上比在Y方向上扩展得更宽的椭圆形分布38。当具有此分布的光38入射到百叶窗12上时，具有较大θ的光被百叶窗12的吸收区域12b吸收。具有较小θ的光透射过透明区域11a。因此，在从百叶窗12射出的光中，去除了具有较大θ的光，而射出具有较小分布面积且高度准直的分布光39。

如图1所示，从百叶窗12射出的具有分布39的高度准直光入射到透明和散射切换元件22上。在宽视场显示的情况下，未向PDLC层11施加电压。因此，PDLC层11处于其中液晶分子11b随机分散在聚合物矩阵11a中的状态，并散射入射光。因此，如图5所示，圆形分布的光39被PDLC层11均匀散射，变为扩展得更大的圆形分布光40。换句话说，由透明和散射切换元件22散射通过百叶窗12提高了其方向性的光，从而具有较低的方向性，并变为具有宽角度的光。如图1所示，在较宽的范围内扩展的分布光40入射到液晶板21上，并在保持分布40的同时被射出。按照这种方式，以较宽的视场角显示图像。

接下来，将解释窄视场显示的情况。如图6所示，与宽视场显示的情况相同，通过百叶窗12将从背光13射出的、具有椭圆形分布38的光变为具有较小分布面积且高度准直的分布光39。

如图1所示，具有分布39的高度准直光入射到透明和散射切换元件22上。在窄视场显示的情况下，向PDLC层11施加预定电压。因此，PDLC层11变为其中对分散在聚合物矩阵11a中的液晶分子11b进行定向的透明状态。换句话说，PDLC层11直接透射入射光。因此，如图6所示，圆形分布的光39直接透射过PDLC层11。换句话说，通过百叶窗12提高了其方向性的光以保持高度准直的分布39的状态从透明和散射切换元件22射出。如图1所示，具有高度准直的分布的光39入射到液晶板21上，并在保持分布39的同时被射出。按照这种方式，以较窄的视场角显示图像。

按照这种方式，通过百叶窗12将从背光13射出的低方向性光转换为高度准直光，并通过透明和散射切换元件透射或散射高度准直光，利用PDLC层，在窄视场显示和宽视场显示之间进行切换。因此，能够增加光源中的光的照射角的可变宽度，以及增加使用该光源的液晶显示设备的视场角的可变宽度。

这里，利用传统的棱镜片代替百叶窗12来构成与第一典型实施例相同的液晶显示设备，以测量在窄视场显示的情况下、视场角和亮度之间的关系。0度视场角的范围(即获得等于或大于从前方观看液晶显示设备时的亮度的一半的亮度值的视场角)是向左右各30度。另一方面，在第一实施例中，获得等于或大于0度视场角的亮度的一半的亮度值的视场角的范围是向左右各20度。按照这种方式，在第一典型实施例中，与传统技术相比，能够有效地实现窄视场显示。

接下来，将解释本发明第一典型实施例的第一修改。图7是示出了用在根据本发明第一典型实施例的第一修改的液晶显示设备中的百叶窗的示例的平面图。在上述第一典型实施例中，如图4所示，当从垂直于表面的方向上观察百叶窗12时，带形的透明区域12a和吸收区域12b交替排列。因此，只能在一个方向上提高入射到百叶窗12上的光的方向性。另一方面，在第一典型实施例的第一修改中，如图7所示，当从垂直于表面的方向上观察百叶窗12时，按照矩阵形状在吸收区域12b中排列圆形透明区域12a。因此，能够在多个方向上提高入射到百叶窗12上的光的方向性。除上述以外，第一典型实施例的第一修改的组件、操作和效果均与第一典型实施例相同。

接下来，将解释本发明第一典型实施例的第二修改。图8是示出了用在根据本发明第一典型实施例的第二修改的液晶显示设备中的百叶窗的示例的平面图。在第一典型实施例的第一修改中，如图7所示，将透明区域12a按照矩阵形状排列在吸收区域12b中。另一方面，在第一典型实施例的第二修改中，如图8所示，当从垂直于表面的方向上观察百叶窗12时，按照矩阵形状在吸收区域12b中排列四边形透明区域12a。例如，透明区域12a是正方形或矩形的。除上述以外，第一典型实施例的第二修改的组件、操作和效果均与第一典型实施例的第一修改相同。

接下来，将解释本发明第一典型实施例的第三修改。图9是示出了根据本发明第一典型实施例的第三修改的液晶显示设备在宽视场角时的光分布特性的示意图。图10是示出了根据本发明第一典型实施例的第三修改的液晶显示设备在窄视场角时的光分布特性的示意图。

在第一典型实施例中，如图5所示，从背光13射出的光具有在X方向上比在Y方向上扩展得更宽的椭圆形分布38。当具有此分布的光38入射到百叶窗12上时，沿X方向传播的光被百叶窗12吸收，并将其变为具有高度准直的分布的光39，其实质上以圆形形状分布。在宽视场显示的情况下，当具有这种分布的光39入射到处于散射状态的透明和散射切换元件22上时，圆形分布的光被均匀散射，以变为扩展得更大的圆形分布光40。具有此分布的光40透射过液晶板21，并被射出，以实现宽视场显示。此外，如图6所示，当具有分布38的光入射到百叶窗12上时，沿X方向传播的光被百叶窗12吸收，并将其变为具有高度准直的分布的光39，其实质上以圆形形状分布。在窄视场显示的情况下，当具有这种分布的光39入射到处于透明状态的透明和散射切换元件22上时，圆形分布的光直接透射过透明和散射切换元件22，并射出具有分布39的光。具有此分布的光39透射过液晶板21，并被射出，以实现窄视场显示。

另一方面，在第一典型实施例的第三修改中，如图9所示，从背光13射出的光具有在Y方向上比在X方向上扩展得更宽的椭圆形分布41。当具有此分布的光41入射到百叶窗12上时，通过百叶窗12进一步提高沿X方向传播的光的方向性，具体地，将分布在X方向上的光变为具有高度准直的分布42的光。在宽视场显示的情况下，当具有这种分布的光42入射到处于散射状态的透明和散射切换元件22上时，光被散射，从而沿X方向扩展，变为分布光43。具有此分布的光43透射过液晶板21，并被射出，以实现宽视场显示。此外，如图10所示，当从背光13射出的具有分布41的光入射到百叶窗12上时，通过百叶窗12进一步提高沿X方向传播的光的方向性，具体地，将分布在X方向上的光变为具有高度准直的分布42的光。在窄视场显示的情况下，当具有这种分布的光42入射到处于透明状态的透明和散射切换元件22上时，具有沿X方向分布的光的高度准直分布的光直接透射过透明和散射切换元件22，并射出具有分布42的光。具有此分布的光42透射过液晶板21，并被射出，以实现针对X方向的窄视场显示。

在第一典型实施例的第三修改中，与第一典型实施例相比，由于能够减少从背光13射出和由百叶窗12吸收的光量，能够实现亮宽视角显示。具体地，由于背光13的光量是有限的，第三修改在只须实现X方向上的视场角切换的情况下是有效的。除上述以外，第一典型实施例的第三修改的组件、操作和效果均与第一典型实施例相同。

接下来，将解释本发明的第二典型实施例。图11是示出了根据本发明第二典型实施例的液晶显示设备的截面图。在上述第一典型实施例中，如图1所示，将其中带形透明区域12a和吸收区域12b交替排列的一个百叶窗12设置在背光13和透明和散射切换元件22之间。另一方面，在第二典型实施例中，如图11所示，堆叠百叶窗15和百叶窗14，以设置在背光13和透明和散射切换元件22之间。对于百叶窗15，沿一个方向交替排列透明区域15a和吸收区域15b。对于百叶窗14，沿与百叶窗15的排列方向正交的方向交替排列带形透明区域14a和吸收区域(未示出)。

因此，在第二典型实施例中，不仅能够沿一个方向、而且能够沿与之正交的方向提高入射到百叶窗12上的光的方向性。因此，例如，不仅能够在水平方向上、而且能够在垂直方向上有效地实现窄视场显示。除上述以外，第二典型实施例的组件、操作和效果均与第一典型实施例相同。

接下来，将解释本发明的第三典型实施例。图12是示出了根据本发明第三典型实施例的液晶显示设备的截面图。在上述第一典型实施例中，如图1所示，将其中液晶分子11b均匀地散布到聚合物矩阵11a中的传统PDLC层11用作平面透明和散射切换元件22。另一方面，在第三典型实施例中，如图12所示，使用对其进行调制从而使散布到聚合物矩阵16a中的液晶分子16b的分布具有环状不均匀的PDLC层16。在调制PDLC层16中，例如，沿一个方向环状地重复液晶分子11b稠密的部分和液晶分子11b稀疏的部分。调制PDLC层16沿环状重复液晶分子11b稠密的部分和液晶分子11b稀疏的部分的方向强烈散射入射光。因此，能够增加这一方向上的视场角。

可以通过针对PDLC层使用与传统PDLC层相同的材料、并通过光掩模对PDLC层进行曝光和光固化来制造这种调制PDLC层16。在固化之前，通过环状地形成了线形图案的光掩模将光照射到PDLC层上。被光照射的部分开始硬化。此时，在硬化区域和非硬化区域之间发生液晶分子16b的浓度梯度。在通过光掩模对PDLC层曝光预定时间之后，对PDLC层的整个表面进行曝光，由此获得调制PDLC层16。在此调制PDLC层16中，可以将具有不同大小的两种或更多种液晶分子的混合物用作液晶分子16b。除上述以外，第三典型实施例的组件、操作和效果均与第一典型实施例相同。

接下来，将解释本发明的第四典型实施例。图13是示出了根据本发明第四典型实施例的液晶显示设备的截面图。在第四典型实施例种，如图13所示，除根据第一典型实施例的液晶显示设备的结构之外，液晶显示设备还包括光源光强控制单元26以及透明和散射切换元件控制单元27。光源光强控制单元26控制要提供给白光LED25的电流量，并调整光量(即白光LED25的亮度)。透明和散射切换元件控制单元27接通和断开透明和散射切换元件22的电压。彼此相关联地构成光源光强控制单元26和透明和散射切换元件控制单元27。除上述以外，第四典型实施例的组件与第一典型实施例相同。

接下来，将解释如上构成的根据第四典型实施例的液晶显示设备的操作。如图13所示，在宽视场显示的情况下，透明和散射切换元件控制单元27并未向透明和散射切换元件22施加电压。因此，散射从百叶窗12入射到透明和散射切换元件22上的光。此时，光源光强控制单元26向白光LED25提供电流，从而使前方亮度(即在液晶板21的0度视场角的亮度)取预定值。在窄视场显示的情况下，透明和散射切换元件控制单元27向透明和散射切换元件22施加电压。因此，从百叶窗12入射到透明和散射切换元件22上的光直接透射过透明和散射切换元件22。因此，当提供给白光LED25的电流量相同(即从背光13射出的光量相同)时，液晶板21的前方亮度将过大。因此，调整提供给白光LED25的电流量，从而使液晶板21在窄视场显示情况下的前方亮度取与宽视场显示情况下相同的数值。因此，在第四典型实施例中，使液晶板21的前方亮度保持恒定。应当注意，在其中白光LED25由蓝光LED和黄光磷光体构成的情况下，可以通过电流的脉冲宽度调制来调整白光LED25的光量。在由蓝光LED和黄光磷光体构成的白光LED25的情况下，通过由蓝光LED射出的部分蓝光来激励黄光磷光体以发出黄光，并将蓝光和黄光混合，产生白光。当调整电流量，从而使液晶板21在窄视场显示情况下的前方亮度取与宽视场显示情况下等效的数值时，由于蓝光和黄光的发射率发生波动，发生了液晶板21的色度改变。另一方面，当通过脉冲调制来调整光量时，通过调整发光时间的比例来实现光量调整，从而能够控制液晶板21的色度改变。除上述以外，第四典型实施例的操作和效果均与第一典型实施例相同。

接下来，将解释本发明的第五典型实施例。图14是示出了根据本发明第五典型实施例的液晶显示设备的截面图。在上述第四实施例中，如图13所示，使用了白光LED25和线光源36。另一方面，在第五典型实施例中，如图14所示，使用其中线形、环状排列了红光LED28、绿光LED29和蓝光LED30的光源来代替线光源36。液晶显示设备包括光源光强控制单元26，用于控制要提供给红光LED28、绿光LED29和蓝光LED30的电流量，并调整光量(即LED的亮度)。除上述以外，第五典型实施例的组件与第四典型实施例相同。

接下来，将解释如上构成的根据第五典型实施例的液晶显示设备的操作。如图14所示，从红光LED28、绿光LED29和蓝光LED30射出的光入射到背光13上。红色、绿色和蓝色是光的三原色，并且这三种颜色的光彼此重叠，形成白光。背光13将入射光转换为平面光。在宽视场显示的情况下，此光入射到透明和散射切换元件22上，并被散射。此时，由于光的散射程度依赖于光的波长，具有较短波长的光被更强烈地散射，而具有较长波长的光较少被散射。换句话说，蓝光更容易被散射，而红光较少被散射。因此，当从前方观看液晶板时，显示图像偏红。

因此，当通过透明和散射切换元件22散射光时，例如，增加提供给蓝光LED30的电流量，以增强更容易被散射的蓝光，而减少提供给红光LED28的电流量，以渐弱较少被散射的红光。按照这种方式，在宽视场显示和窄视场显示中，与是否向透明和散射切换元件22施加电压相关联地调整红光LED28、绿光LED29和蓝光LED30所发出的光的强度，由此能够使从前方观看液晶板时、显示图像的色彩保持恒定。除上述以外，第五典型实施例的操作和效果均与第四典型实施例相同。

接下来，将解释本发明的第六典型实施例。图15是示出了根据本发明第六典型实施例的液晶显示设备的截面图。在第六典型实施例中，除根据第一典型实施例的液晶显示设备的结构之外，在百叶窗12的两侧均设置透明基板121。在一个示例中，透明基板121的材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯。除上述以外，第六典型实施例的组件与第一典型实施例相同。

在如上构成的根据第六典型实施例的液晶显示设备中，由于在百叶窗12的两侧设置透明基板121，具有能够提高百叶窗12对温度和湿度变化的耐受度的效果，从而提高了液晶显示设备的可靠性。除上述以外，第六典型实施例的操作和效果均与第一典型实施例相同。此外，也可以将第六典型实施例应用于第二到第五典型实施例。

接下来，将解释本发明的第七典型实施例。图16是示出了根据本发明第七典型实施例的液晶显示设备的截面图。虽然在第六典型实施例中，用双面胶带固定百叶窗以及透明和散射切换元件，但在第七典型实施例中，粘接两侧均具有透明基板121的百叶窗12与透明和散射切换元件22，结果，一体地形成。除上述以外，第七典型实施例的组件与第六典型实施例相同。

在如上构成的根据第七典型实施例的液晶显示设备中，将透明基板121设置在百叶窗12的两侧，此外，一体地形成百叶窗12和透明和散射切换元件22。因此，能够提高百叶窗12对温度和湿度变化的耐受度，并能提高液晶显示设备的可靠性。还能够减小液晶显示设备的厚度。除上述以外，第七典型实施例的操作和效果均与第六典型实施例相同。

接下来，将解释本发明的第八典型实施例。图17是示出了根据本发明第八典型实施例的液晶显示设备的截面图。与根据第七典型实施例的液晶显示设备的结构相比，第八典型实施例的特征在于：一体地形成百叶窗12和透明和散射切换元件22，并且其具有共用基板。在此示例中，百叶窗12具有位于其两侧的透明基板121，并且百叶窗12的基板121还用作透明和散射切换元件22侧的透明基板。因此，透明和散射切换元件22并不具有位于百叶窗12侧的透明基板9。除上述以外，第八典型实施例的组件与第七典型实施例相同。

如上所述，在根据第八典型实施例的液晶显示设备中，不仅能够与根据第七典型实施例的液晶显示设备一样提高可靠性，而且能够减小液晶显示设备的厚度。此外，由于能够减少构成液晶线上设备的基板数，还能够减轻液晶显示设备的重量。除上述以外，第八典型实施例的操作和效果均与第七典型实施例相同。

接下来，将解释本发明的第九典型实施例。图18是示出了根据本发明第九典型实施例的液晶显示设备的截面图。与根据第八典型实施例的液晶显示设备的结构相比，在第九典型实施例中，百叶窗12只具有由百叶窗12和透明和散射切换元件22所共用的透明基板121，而不具有位于背光13侧的透明基板。除上述以外，第九典型实施例的组件与第八典型实施例相同。

在如上构成的根据第九典型实施例的液晶显示设备中，由于未设置百叶窗12位于背光13侧的透明基板，可靠性低于根据第八典型实施例的液晶显示设备的可靠性。但是，由于在透明和散射切换元件22侧设置有透明基板121，与第一典型实施例相比，能够提高可靠性。此外，与根据第八典型实施例的液晶显示设备相比，在第九典型实施例中，由于能够去除百叶窗12的透明基板，能够进一步降低液晶显示设备的厚度和重量。除上述以外，第九典型实施例的操作和效果均与第八典型实施例相同。

接下来，将解释本发明的第十典型实施例。图19是示出了根据本发明第十典型实施例的液晶显示设备的截面图。与根据第一典型实施例的液晶显示设备的结构相比，根据第十典型实施例的液晶显示设备的不同之处在于：使用了在月刊“Display”、2004年5月、第14到17页中描述的高度准直的背光213。在此传统的高度准直背光213中，将LED设置在其中设置有光导板的位置，以及将线形微棱镜以LED为中心地设置在光导板中。将其中棱镜结构同样以LED为中心地进行设置的棱镜片设置在光导板的发光表面上。此外，将反射片设置在与光导板设置有棱镜片的表面相对侧的表面上。除上述以外，第十典型实施例的组件与第一典型实施例相同。

在如上构成的根据第十典型实施例的液晶显示设备中，由于使用了在其发光表面上二维地提高了方向性的高度准直背光213，能够降低百叶窗12对光的吸收损耗，并实现亮显示。此外，由于背光的方向性是二维的，还能够表现出针对与交替排列百叶窗12的透明区域和吸收区域的方向相正交的方向、切换视场角的效果。应当注意，适合于用在此典型实施例中的高度准直的背光并不局限于月刊“Display”、2004年5月、第14到17页中所描述的高度准直的背光，只要二维地提高其方向性，可以将任何背光应用于液晶显示设备。

图20是示出了在根据第十典型实施例的液晶显示设备中、将些许电压施加到处于散射状态的透明和散射切换元件22上以调整散射属性的实验结果的曲线图。在该曲线图中，水平轴表示视场角，而垂直轴表示亮度。由虚线表示的结果是在未将电压施加到构成了透明和散射切换元件的PDLC层上时的亮度分布，由实线表示的结果是在将些许电压(在一个示例中，1伏特)施加到PDLC层上时的亮度分布。应当注意，在上下文中，些许电压表示与将透明和散射切换元件带入透明状态的电压相比的小电压。虽然在未向PDLC层施加电压的情况下，前方亮度(0°方向上的亮度)是75cd/m²，但在向其施加些许电压的情况下，前方亮度提高到120cd/m²。另一方面，在倾斜方向，更具体地，在从+25°到+80°的范围内或者在-25°到-80°的范围内，尽管在向其施加些许电压的情况下的亮度下降，但电压下降的程度非常小，确保了实质上与未施加电压的情况下相同程度的亮度。这表明：通过在透明和散射切换元件进行散射时，施加些许电压，稍微降低散射属性，能够显著地提高前方的亮度，而不会显著地降低倾斜方向的亮度。由于背光的有限光量，在前方亮度落入宽视场显示中的情况下，此结果是有效的。尽管对第十典型实施例进行了解释，上述解释并不局限于第十典型实施例，也可以将其应用于其他典型实施例。除上述以外，第十典型实施例的操作和效果均与第一典型实施例相同。

接下来，将解释本发明的第十一典型实施例。图21是示出了安装有本发明的液晶显示设备的便携式终端设备的透视图。如图21所示，将本发明的液晶显示设备100安装在如蜂窝电话90等上。

可以将本发明的液晶显示设备应用于如蜂窝电话等便携式设备，使其能够实现切换视场角的显示。具体地，在将本发明的液晶显示设备安装在蜂窝电话上的情况下，至少沿蜂窝电话的横向交替排列用作光束方向调整元件的百叶窗的透明区域和吸收区域，由此使其能够针对蜂窝电话的横向、在宽视场显示和窄视场显示之间进行切换。这样能够在公共交通设施等地方防止其他人从横向观看。应当注意，便携式设备并不局限于蜂窝电话，可以将液晶显示设备应用于如个人数字助理(PDA)、游戏机、数字照相机、数字摄像机和笔记本计算机等多种便携式终端设备。此外，安装有本发明的液晶显示设备的便携式设备可以具有用于在宽视场显示和窄视场显示时、彼此独立地改变光源数量的设置，并能够在这两种情况下设置光源的发光率。因此，用户能够根据使用环境来设置最佳视场角。此外，便携式终端可以具有用于检测残余电池电量的装置，并具有能够根据所检测到的残余电池电量来自动改变视场角的控制装置。如上所述，在本发明的液晶显示设备中，由于能够在窄视场显示时比宽视场显示时减少更多的电能，能够通过在残余电池电量较低时、将宽视场显示自动变为窄视场显示来降低功率消耗，并延长便携式设备的操作时间。

接下来，将解释本发明的第十二实施例。图22是示出了根据本发明第十二典型实施例的液晶显示设备的透明和散射切换元件22的平面图。与第一典型实施例的结构相比，第十二典型实施例的不同之处在于：将透明和散射切换元件22的电极10的至少一侧加工成线形。除上述以外，第十二典型实施例的组件与第一典型实施例相同。

在如上构成的根据第十二典型实施例的液晶显示设备中，能够通过向透明和散射切换元件22的加工成线形的电极10施加不同的电压，能够在平面内局部地进行透明和散射的切换。因此，例如，能够根据要显示在液晶显示设备上的图像信息，只针对显示秘密信息的部分，将透明和散射切换元件22变为透明，以实现窄视场显示。应当注意，透明和散射切换元件22的电极10的形状并不局限于线形，也可以是块形。

因此，能够以块形在窄视场显示和宽视场显示之间进行切换。此外，在设置在PDLC层上下的两个透明基板中，可以将电极分别加工成线形，并进行排列，从而使其纵向彼此正交。这样能够实现针对透明和散射切换元件22的无源矩阵驱动，并能够切换屏幕上任意部分的视场角。除上述以外，第十二典型实施例的操作和效果均与第一典型实施例相同。

应当注意，作为用在各个典型实施例和各个修改中的PDLC层，PDLC层在未向其施加电压时处于散射状态而在向其施加电压时处于透明状态。因此，当透明和散射切换元件处于其中透明和散射切换元件散射入射光的状态时，透明和散射切换元件并不消耗电能。因此，由于将电能分配给背光电源，能够提高光源在散射状态时的亮度。但是，PDLC层的形式并不局限于此，也可以使用在未向其施加电压时处于透明状态而在向其施加电压时处于散射状态的PDLC层。通过在向其施加电压的同时对材料进行曝光以硬化所述材料来获得这种PDLC层。因此，在便携式信息终端中，不必向PDLC层施加电压，并能够控制频繁使用的窄视场显示中的功率消耗。

此外，可以将胆甾型液晶、铁电型液晶等用作PDLC层中的液晶分子。即使断开所施加的电压，液晶仍然保持向其施加了电压时的定向状态，并具有记忆属性。通过使用这种PDLC层，能够降低功率消耗。

如图23所示，其中交替形成光束方向调整元件的透明区域和吸收区域的方向与液晶显示板的像素排列方向可以互不平行。因此，能够减少由于光束方向调整元件和显示板而形成的条纹，并提高液晶显示设备的图像质量。

用于与本发明的光源进行组合的显示板并不局限于透明液晶板。可以使用任何显示板，只要该显示板使用背光。具体地，可以适当地使用较小依赖于视场角的液晶板。作为这种液晶板的模式的示例，在横电场模式下，存在IPS(面内切换)***、FFS(弥散场切换)***、AFFS(高级弥散场切换)***等。此外，在垂直定向模式下，存在MVA(多域垂直对准)***、PVA(图案垂直对准)***、ASV(高级超级V)***等，其中将液晶板划分为多个区域，以降低对视场角的依赖性。还可以将本发明适当地用在膜补偿TN模式的液晶显示板中。通过使用这些较小依赖于视场角的液晶板，能够在透明和散射切换元件处于散射状态时，控制显示器的色调改变，并提高可视性。此外，液晶板并不局限于透射液晶板，可以使用任何板，只要所述板在每个像素中具有透射区域。还可以使用半透射液晶板、微透射液晶板和微反射液晶板，其在每个像素的一部分中具有反射区域。应当注意，为了减小对视场角的依赖性，并不总是需要反射区域，只有透射区域也可以减小对视场角的依赖性。

提供前述对实施例的描述，以使本领域的普通技术人员能够做出并使用本发明。此外，对于本领域的普通技术人员而言，对这些实施例的多种修改是显而易见的，而且可以将这里所限定的一般原理和具体示例应用于其他实施例，而无需创造性劳动。因此，并不倾向于将本发明局限在这里所描述的实施例，而是符合由权利要求及其等价物的限制而限定的最宽范围。

此外，应当注意的是，即使在申请过程中，对权利要求进行修改，发明人的意图仍然是限制所要求保护的发明的所有等价物。

Claims (13)

1.一种光源，包括：

背光；

光束方向调整元件，调整从背光入射的光的方向，并将所述光线射出，其中沿垂直于光调整方向的方向交替地形成透射光的透明区域和吸收光的吸收区域，所述光调整方向是垂直于光束方向调整元件的表面的方向，所述透明区域以具有多个行和列的矩阵形式来提供；以及

透明和散射切换元件，接收从光束方向调整元件发出的入射光，并且将该入射光切换到被透射的状态和被散射的状态；

其中，在光束方向调整元件中，当从光调整方向观察光束方向调整元件时，按照矩阵形状设置透明区域。

2.根据权利要求1所述的光源，其特征在于：当从光调整方向观察透明区域时，透明区域的形状是圆形、椭圆形、正方形或矩形的。

3.一种光源，包括：

背光；

光束方向调整元件，调整从背光入射的光的方向，并将所述光线射出，其中沿垂直于其光调整方向的方向交替地形成透射光的透明区域和吸收光的吸收区域，所述光调整方向是垂直于光束方向调整元件的表面的方向；以及

透明和散射切换元件，接收从光束方向调整元件发出的入射光，并且将该入射光切换到被透射的状态和被散射的状态；

其中，一体地形成透明和散射切换元件和光束方向调整元件。

4.根据权利要求3所述的光源，其特征在于：透明和散射切换元件和光束方向调整元件具有共用基板。

5.根据权利要求4所述的光源，其特征在于：光束方向调整元件的基板包括只由光束方向调整元件和透明和散射切换元件所共用的基板。

6.一种显示设备，包括：

背光，发出平面形的光；

光束方向调整元件，调整从背光入射的光的方向，并将所述光线射出，其中沿垂直于光调整方向的方向交替地形成透射光的透明区域和吸收光的吸收区域，所述光调整方向是垂直于光束方向调整元件的表面的方向，所述透明区域以具有多个行和列的矩阵形式来提供；

透明和散射切换元件，能够切换从光束方向调整元件入射的光，从而透射所述光和对所述光进行散射；以及

液晶板，利用从透明和散射切换元件入射的光来显示图像，

其中，在光束方向调整元件中，当从光调整方向观察光束方向调整元件时，按照矩阵形状设置透明区域。

7.根据权利要求6所述的显示设备，其特征在于：当从光调整方向观察透明区域时，透明区域的形状是圆形、椭圆形、正方形或矩形的。

8.一种显示设备，包括：

背光，发出平面形的光；

光束方向调整元件，调整从背光入射的光的方向，并将所述光线射出，其中沿垂直于其光调整方向的方向交替地形成透射光的透明区域和吸收光的吸收区域，所述光调整方向是垂直于光束方向调整元件的表面的方向；

透明和散射切换元件，能够切换从光束方向调整元件入射的光，从而透射所述光和对所述光进行散射；以及

液晶板，利用从透明和散射切换元件入射的光来显示图像，

其中，其中交替地形成光束方向调整元件的透明区域和吸收区域的方向和显示板的像素排列方向并不彼此平行。

9.一种便携式终端设备，包括：

光源；

调整装置，所述调整装置能够彼此独立地改变背光量和透明和散射切换元件的透明和散射状态；

电能累积装置；

针对电能累积装置中所积累的电能的残余量的检测装置；以及

控制装置，所述控制装置根据所检测到的残余量信息，自动改变背光量、和透明和散射切换元件的透明和散射状态，

所述光源包括：

背光；

光束方向调整元件，调整从背光入射的光的方向，并将所述光线射出，其中沿垂直于其光调整方向的方向交替地形成透射光的透明区域和吸收光的吸收区域，所述光调整方向是垂直于光束方向调整元件的表面的方向；以及

透明和散射切换元件，接收从光束方向调整元件发出的入射光，并且将该入射光切换到被透射的状态和被散射的状态。

10.一种包括光源的便携式终端设备，所述光源包括：

背光；

光束方向调整元件，调整从背光入射的光的方向，并将所述光线射出，其中沿垂直于其光调整方向的方向交替地形成透射光的透明区域和吸收光的吸收区域，所述光调整方向是垂直于光束方向调整元件的表面的方向；以及

透明和散射切换元件，接收从光束方向调整元件发出的入射光，并且将该入射光切换到被透射的状态和被散射的状态；

其中，沿便携式终端设备的横向交替形成透明和散射切换元件的透明区域和吸收区域。

11.一种光束方向切换元件，其中一体地形成：光束方向调整元件和透明和散射切换元件，所述光束方向调整元件调整入射光的方向，并将所述光线射出；以及透明和散射切换元件，切换从光束方向调整元件入射的光，从而透射所述光和对所述光进行散射。

12.根据权利要求11所述的光束方向切换元件，其特征在于在共用基板上形成透明和散射切换元件和光束方向调整元件。

13.根据权利要求12所述的光束方向切换元件，其特征在于光束方向调整元件的基板包括只由光束方向调整元件和透明和散射切换元件所共用的基板。

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