JP4339319B2 - 表示装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置およびそれを備えた電子機器に関し、特に、斜め方向から表示画像を視認されにくくすることのできる表示装置および電子機器に関するものである。また、本発明は、視野角制御機能と、鏡機能とを切換えできる表示装置およびそれを備えた電子機器に関するものである。

近年、電子機器の軽量化が進んでおり、携帯電話機やモバイルパソコン等ディスプレイを有する電子機器も、持ち出して公共の場で使用できるようになっている。この場合、機密文書や個人的に閲覧したい情報がそばにいる人にも見えてしまうという問題が生じていた。

この問題に対応して、視野角制御モードの切替が可能な表示装置が提案されている。すなわち、通常は広視野角表示モードに設定でき、公共の場へ持ち出して使用する場合には、狭視野角モードに切換えられる表示装置が提案されている。なお、広視野角モードとは、全ての方向から表示画像が視認できるモードである。狭視野角モードとは、使用者のいるディスプレイ真正面からは通常どおりの表示画像が視認でき、斜め方向からは表示画像を視認されにくくする（あるいは無地画像または別の画像が見える）モードである。また、広視野角表示モードへの切り替えを可能とすることで、撮影した画像を多人数で見たいときなど広視野角が求められる場合にも対応できる。

このような表示を行うために、例えば、表示装置をいくつかの区画に分け、それぞれの区画で液晶配向方向等を異ならせることで、狭視野角モードにおいて、正面以外の方向からディスプレイを見た場合に、ディスプレイに表示されたものとは異なる別の画像が視認できるようにする構成のものがある。例えば、特許文献１には、液晶層を挟む配向膜が複数の領域に区画され、隣接する前記領域の配向方向が異なる液晶表示装置が開示されている。

また、特許文献２には、画像表示状態と鏡状態とを切換えることのできる表示装置が開示されている。
特開２００１−２６４７６８号公報（公開日：２００１年９月２６日） 特開２００１−３１８３７４号公報（公開日：２００１年１１月１６日）

しかしながら、特許文献１の構成では、斜め方向（横方向）からの視線に対し、表示画像を視認されにくくするには不十分である。

具体的には、この構成では、隣接する液晶層の配向方向を異ならせることによって、ある領域を遮光領域（黒表示）とし、その領域に隣接する領域を透過領域としている。しかし、この構成では、遮光領域は暗くなっているため、透過領域から視認される表示画像（表示情報）が強調されてしまう。つまり、表示装置に表示された画像や情報が、見えやすい状態となる。したがって、特許文献１の構成は、他人による、斜め方向からの表示画像の覗き見を防止するには不十分である。

また、視野角制御機能と鏡機能との切換えが可能な表示装置は、これまで知られていない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、斜め方向（横方向）からの視線に対し、表示画像を視認されにくくすることのできる表示画像を実現することにある。

また、本発明の別の目的は、モード切替によって、全方位から表示画像を視認可能としたり、特定の方向からは表示画像を視認しにくくしたり、鏡面表示したりすることのできる表示装置を実現することにある。

本発明にかかる表示装置は、上記の課題を解決するために、画像を表示するための映像表示部と、上記映像表示部の前面側に配置され、上記映像表示部の表示状態を電気的に切換えるための表示切替部と、上記表示切替部の前面に配置された第１偏光板と、上記映像表示部と表示切替部との間に配置された第２偏光板とを備え、さらに、上記表示切替部の背面側と第２偏光板との間に、反射型偏光板を備えており、上記表示切替部は、一対の基板間に挟持され、かつ、ＴＮモードの液晶分子が配向分割された液晶層であることを特徴としている。

上記の構成によれば、液晶層の液晶分子が、配向分割されている。つまり、液晶層には、液晶分子の配向方向の異なる領域が存在することになる。これにより、液晶分子がある方向に配向された領域では、例えば、右斜め方向からは画像を視認できるのに対し、左斜め方向からは画像を視認しにくい（または視認できない）。一方、それとは反対に配向された領域では、視認のされ方が逆となる。つまり、右斜め方向からは画像を視認しにくい（または視認できない）のに対し、左斜め方向からは画像を視認できる。このように、上記の構成では、液晶層の配向方向による斜め方向からの画像の視認性の違いを利用して、狭視野角モードが実現できる。

また、上記の構成では、映像表示部の前面側には、第１偏光板，表示切替部，反射型偏光板，および第２偏光板がある。このため、これら全ての部材を光が透過するようにすれば、映像表示部のみが存在するのと同等となる。これにより、映像表示部の画像をどの方向からみても視認可能となり、広視野角モードが実現できる。

さらに、上記の構成では、表示切替部の背面側と第２偏光板との間に、反射型偏光板を備えている。ここで、反射型偏光板とは、偏光透過軸と、これに直交する偏光反射軸とを有する偏光板である。このため、反射型偏光板は、偏光反射軸と平行な偏光を反射する。これにより、反射型偏光板に、その偏光反射軸と平行な偏光を入射させることによって、鏡面表示が可能となる。この結果、狭視野角モードにおいて、液晶層の配向方向によって、画像を視認しにくい（または視認できない）領域の一部が、鏡面表示される。したがって、液晶層の配向によって画像を視認しにくくした領域を、鏡面表示によって、さらに視認しにくく（または視認できなく）することができる。

このように、上記の構成によれば、液晶層の配向方向の違いによって、斜め方向からの視線に対して、画像を視認しにくくできるのに加えて、反射型偏光板による鏡面表示によって、その画像を格段に視認しにくくすることができる。

なお、特許文献１には、狭視野角モードと広視野角モードとの切換える構成が、特許文献２には、鏡状態と表示状態との切換え構成が、それぞれ開示されている。しかしながら、いずれにも、狭視野角モードにおいて鏡面表示を行うことによって、画像を視認しにくくすることができる効果は、何ら開示されておらず、本発明者等によって初めて見出された効果である。

本発明の表示装置では、上記表示切替部は、上記液晶層に印加される電圧に応じて、
（ａ）映像表示部に表示される画像を、正面方向からは視認可能とする一方、斜め方向からは視認されにくくする狭視野角モード；
（ｂ）映像表示部に表示される画像を、どの方向からでも視認可能とする広視野角モード；および
（ｃ）映像表示部を、どの方向からでも鏡面表示とする鏡モード
のいずれかのモードを切換えるようになっていることが好ましい。

上記の構成によれば、液晶層の液晶分子が、配向分割されている。つまり、液晶層には、液晶分子の配向方向の異なる領域が存在することになる。これにより、液晶分子がある方向に配向された領域では、例えば、右斜め方向からは画像を視認できるのに対し、左斜め方向からは画像を視認しにくい（または視認できない）。一方、それとは反対に配向された領域では、視認のされ方が逆となる。つまり、右斜め方向からは画像を視認しにくい（または視認できない）のに対し、左斜め方向からは画像を視認できる。このように、上記の構成では、液晶層の配向方向による斜め方向からの画像の視認性の違いを利用して、狭視野角モードが実現できる。

また、上記の構成では、映像表示部の前面側には、第１偏光板，表示切替部，反射型偏光板，および第２偏光板がある。このため、これら全ての部材を光が透過するようにすれば、映像表示部のみが存在するのと同等となる。これにより、映像表示部の画像をどの方向からみても視認可能となり、広視野角モードが実現できる。

また、上記の構成では、表示切替部の背面側と第２偏光板との間に、反射型偏光板を備えている。ここで、反射型偏光板とは、偏光透過軸と、これに直交する偏光反射軸とを有する偏光板である。このため、反射型偏光板は、偏光反射軸と平行な偏光を反射する。これにより、反射型偏光板に、その偏光反射軸と平行な偏光を入射させることによって、鏡面表示が可能となる。このように、上記の構成では、反射型偏光板により、鏡モードが実現できる。

そして、上記の構成よれば、表示切替部が、表示切替部に印加される電圧に応じて、これら３つのモードに切換える。つまり、本発明の表示装置では、３つのモードを実行するために、３種類の電圧が設定されている。したがって、広視野角モード，狭視野角モード，および鏡モードを備えた表示装置を提供できる。

なお、表示切替部と映像表示部とを備えた構造（積層パネル構造）については、特許文献１にも開示されている。例えば、特許文献１の段落〔0128〕〜〔0132〕に開示された上液晶層が表示切替部に、下液晶層が映像表示部に、それぞれ対応する。そして、特許文献１では、（ｉ）上液晶層を中間表示状態とすることによって狭視野角モードとし、（ii）上液晶層に電場を印加し、上液晶層の液晶分子を立たせることで、表示は均一となり正面以外の方向から見た場合でも、下液晶層の表示を見ることが可能となっている（広視野角モード）。つまり、特許文献１では、正面以外の方向から、下液晶層の表示がみえる、または見えないようにスイッチングを行うことが可能である。

また、特許文献２には、液晶分子を立たせた状態に設定することにより鏡状態とし、電圧オフにすることにより画像表示状態とする表示装置が開示されている。

しかしながら、これらの開示から、本発明の表示装置のような、広視野角モード，狭視野角モード，および鏡モードのそれぞれに変化させてモードを切換えること、特に、狭視野角モードにおいて、鏡面表示を利用することによって、斜め方向からの視線に対する、画像の視認のされにくさが、顕著に向上することは容易に想到するものではない。

本発明の表示装置では、上記（ａ）〜（ｃ）のいずれかのモードに切換えるための電圧が、０Ｖに設定されていることが好ましい。

上記の構成によれば、狭視野角モード，広視野角モード，および鏡モードのいずれかに切換える電圧が、０Ｖであるため、表示装置の省電力化が可能となる。

本発明の表示装置では、上記広視野角モードに切換えるための電圧が、０Ｖに設定されてもよい。

これにより、通常、広視野角モードの使用が多い場合に、省電力化が可能となる。そして、必要に応じて、狭視野角モードまたは鏡モードに切換えることができる。

本発明の表示装置では、上記狭視野角モードに切換えるための電圧が、上記鏡モードに切換えるための電圧よりも、上記広視野角モードに切換えるための電圧に近似するように設定されてもよい。

これにより、電圧の印加による液晶層の液晶分子の傾斜は、広視野角モード時の液晶分子に近くなる。このため、狭視野角モードにおいて、特に、映像表示部に表示される画像を斜め方向からは視認されにくくすることが可能となる。したがって、狭視野角モードの機能を重んじる場合に、特に有効である。

本発明の表示装置では、上記液晶層が、ノーマリーホワイト方式であることが好ましい。これにより、狭視野角モードにおいて、特に、映像表示部に表示される画像を斜め方向からは視認されにくくすることが可能となる。したがって、狭視野角モードの機能を重んじる場合に、特に有効である。

本発明の表示装置では、上記映像表示部は、上記鏡モード時には、その映像表示部側から照射される光をオフ状態とするようになっていることが好ましい。これにより、映像表示部から反射型偏光板に光が照射されないため、鏡面表示状態を良好にすることができる。なお、映像表示部の光をオフ状態とするとは、映像表示部から反射型偏光板に光が照射されないようにすることを示す。例えば、映像表示部が液晶ディスプレイの場合、バックライトをオフにする、または、液晶ディスプレイの電源をオフにすることを示す。また、映像表示部が自発光タイプのディスプレイの場合、そのディスプレイの電源をオフにすることを示す。

本発明の電子機器は、以上のような表示装置を搭載している。

したがって、簡単な構成で、表示品位が保たれ、モード切替によって、特定の方向からは表示画像を隠すことのできる表示ができる電子機器を実現できる。

本発明に係る表示装置は、以上のように、第１偏光板，第２偏光板，反射型偏光板，およびＴＮモードの液晶分子が配向分割された液晶層からなる表示切替部を備えた構成である。したがって、液晶層の配向方向の違いによって、斜め方向からの視線に対して、画像を視認しにくくできるのに加えて、反射型偏光板による鏡面表示によって、その画像を格段に視認しにくくすることができるという効果を奏する。

また、本発明に係る表示装置では、表示切替部が、表示切替部に印加される電圧に応じて、これら３つのモードに切換える構成である。したがって、広視野角モード，狭視野角モード，および鏡モードを備えた表示装置を提供できるという効果を奏する。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１ないし図７に基づいて説明すると以下の通りである。

図７は、本発明の一実施形態である携帯電話機（電子機器）１の外観を示している。本実施形態の携帯電話機１は、いわゆるクラムシェル型であり、同図に開いた状態で示されている。図２は、携帯電話機１を閉じたときに内側となる部分であり、携帯電話機１を開いたときに利用者が主に利用する側である。そこで、本願では図２に示される側を前面側（または上側）とする。

図２に示すように、携帯電話機１は、本体２と、蓋体３とからなり、本体２と蓋体３とはヒンジ状に連結している。蓋体３には、前面側に表示部（表示装置）４が設けられている。

本体２には、前面側にメイン操作ボタン群６が設けられている。メイン操作ボタン群６は、携帯電話機１における各種設定や機能切替を行うための機能ボタン群７と、数字や文字などの記号を入力するための入力ボタン群８とから構成されている。具体的には、機能ボタン群７は、携帯電話の電源のＯＮ／ＯＦＦを切替る電源ボタン、撮影モードを起動させるカメラボタン、メールモードを起動させるメールボタン、選択対象を上下左右方向に移動させるための十字ボタン、該十字ボタンの中央に配置されており種々の選択を決定する決定ボタンなどを含んでいる。また、入力ボタン群８は、テンキーである。

本発明の携帯電話機（電子機器）１は、視野角制御機能と、鏡機能とを有している。すなわち、本発明の携帯電話機１は、以下に示す３つのモードの切替が可能である。

（ａ）表示部４にメール本文や撮影画像等のメイン画像を表示させた場合に、周囲からは表示部４のメイン画像を視認されにくくするモード，
（ｂ）表示部４のメイン画像を全方位から視認可能とするモード，および
（ｃ）表示部４を鏡面表示とするモード。

以下、上記（ａ）を狭視野角モード（狭モード）またはプライバシーモード、上記（ｂ）を広視野角モードまたは通常モード、上記（ｃ）を鏡モードとする。また、上記（ａ）（ｂ）のモードを併せて、視野角制御モードとする。これらのモードは、使用者が、操作ボタンにより任意に設定変更できる。

図６（ａ）〜図６（ｃ）は、携帯電話機１が、狭視野角モードに設定されているときの表示部４を示す図であり、図６（ａ）は表示部４に向かって左方向（左側面方位）から，図６（ｂ）は正面方向から，図６（ｃ）は表示部４に向かって右方向（右側面方位）から、それぞれ表示部４を見た図である。つまり、図６（ａ）および図６（ｃ）は斜め方向から表示部４を見た図である。図６（ａ）〜図６（ｃ）では、白抜き部分が視認される領域（視認領域・透過領域）であり、黒塗り（塗りつぶされた部分）が視認されない領域（非視認領域・遮光領域）である。

図６（ａ）〜図６（ｃ）に示されるように、狭視野角モードでは、正面方位から見た表示部４は全て視認領域であるのに対し、右側面方位あるいは左側面方位から見た表示部４は、視認領域と非視認領域とが混在する。したがって、狭視野角モードでは、正面方位からはメイン画像の全領域が視認されるのに対し、右側面方位あるいは左側面方位からはメイン画像の一部が視認されない。しかも、表示部４を、右側面方位から見た場合と左側面方位から見た場合とでは、視認領域と非視認領域とが逆となる。具体的には、図６（ａ）と図６（ｃ）とを比較すると、左右の側面方位において、視認領域と非視認領域とが、反転（ネガポジ反転）する。このように、狭視野角モードでは、右方向から見たパターンと左方向から見たパターンとは、白黒が反転（ネガポジ反転）する。なお、このような狭視野角モードにおける視認領域と非視認領域とは、液晶層２２におけるＴＮ液晶の配向方向によって設定できる。これについては、後述する。また、本発明では、狭視野角モード時に、非視認領域の一部が鏡面表示されることによって、メイン画像を視認されにくくする効果が格段に向上する。この効果については、実施の形態２で説明する。

これに対し、広視野角モードでは、いずれの方向から表示部４を見ても、表示部４の全領域が視認領域となる。したがって、いずれの方向から見ても、表示部４のメイン画像が視認される。また、鏡モードでは、いずれの方向から表示部４を見ても、表示部４は鏡となる。

ここで、表示部４について詳細に説明する。図１は、表示部４の断面図である。

表示部４は、前面側から順に、第１偏光板１１，スイッチングパネル部（表示切替部）１２，反射型偏光板１３，第２偏光板１４，メインパネル部（映像表示部）１５から構成されている。

スイッチングパネル部１２は、一対の基板２１・２３の間に、液晶層２２が挟持された構成である。液晶層２２は、ＴＮモードの液晶分子（ＴＮ液晶分子）である。液晶層２２の液晶分子は、上下の基板２１・２３間で、９０°ねじれた構成となっている。

また、液晶層２２は、配向分割されている。つまり、液晶層２２は、種々の配向方向の液晶分子を有している。配向分割は、基板２１・２３に施されたラビング処理、および、図示しない配向膜によって行われる。これにより、液晶分子は、初期の配向方向が決まる。そして、液晶分子の配向方向は、図示しない制御部からの電圧印加により、変化する。この配向方向の変化により、使用者により設定された、狭視野角モードと、広視野角モードと、鏡モードとを切換える。なお、配向分割は、マスクラビング法，光配向膜法，リブ法などにより行うことができる。

反射型偏光板１３は、所定の偏光成分を透過する一方、その偏光成分に直交する偏光成分を反射するものである。つまり、反射型偏光板１３は、偏光透過軸とこれに直交する偏光反射軸とを有する偏光板であって、偏光反射軸と平行な偏光に対してはこれを反射する機能を有する。言い換えれば、反射型偏光板１３は、任意の偏光成分を選択する偏光選択手段ともいえる。

本実施形態では、反射型偏光板１３として、Ｐ波Ｓ波分離フィルムを用いる。Ｐ波Ｓ波分離フィルムとは、互いに異なる複屈折性を有する高分子フィルムが積層された積層体である（例えば国際公開ＷＯ９５／２７９１９号等参照）。Ｐ波Ｓ波分離フィルムとしては、具体的には、３Ｍ社により提供されるＤＢＥＦ（商品名）などがある。

一方、メインパネル部１５は、前面側（上側）から順に、つまり第２偏光板１４側から順に、液晶表示部５１と第３偏光板５２とから構成される。なお、本実施形態では、液晶表示部５１が、液晶表示するものであるため、第３偏光板５２のさらに下側には、バックライト５３が設けられている。

液晶表示部５１は、図示しない制御部にしたがって電圧が印加されることによって、図示しない液晶層の液晶分子の配向を変化させて、画像を表示する。液晶表示部５１は、図示しない制御部によって、携帯電話機１の操作画面や写真、メール本文などの画像を表示するように制御されている。液晶表示部５１としては、一般的に知られている液晶表示装置を用いればよい。例えば、アクティブマトリックス駆動方式で駆動されるＴＮ（Twisted Nematic）モードの液晶表示装置やＶＡ（Vertical alignment）モードの表示方式の液晶表示装置等、任意のモードの液晶表示装置を用いることができる。

なお、バックライト５３は、表示のための光を供給するものである。液晶表示部５１の代わりに、有機ＥＬ（Electro luminescence）表示装置やプラズマ表示装置のように自発光型のディスプレイを用いてもよい。自発光型のディスプレイの場合、バックライト５３は不要である。

第１偏光板１１は、スイッチングパネル部１２に入射する前の外光から、一定方向の直線偏光を取り出す。反射型偏光板１３は、スイッチングパネル部１２を透過した光から、一定方向の直線偏光を取り出し、その方向に対して垂直方向の直線偏光を反射する。第２偏光板１４は、スイッチングパネル部１２および反射型偏光板１３を透過し、メインパネル部１５に入る前の光から、一定方向の直線偏光を取り出す。第３偏光板５２は、液晶表示部５１に入る前のバックライト５３の光から、一定方向の直線偏光を取り出す。

本実施形態では、第１偏光板１１は、スイッチングパネル部１２に貼り付けられ、第２偏光板１４と第３偏光板５２とは、メインパネル部１５の両表面に貼り付けられており、スイッチングパネル部１２の第１偏光板１１が貼り付けられていない側と、第２偏光板１４のメインパネル部１５が貼り付けられていない側とが、反射型偏光板１３を介して接着されている。

ここで、前述した３つのモードの切替について説明する。３つのモードを切換えるには、液晶層２２を構成する液晶分子の配向と、第１偏光板１１，反射型偏光板１３，および第２偏光板１４の偏光透過軸とが重要となる。これについて、反射型偏光板１３の偏光透過軸を基準として説明する。

図２は、電圧−透過率特性を示すグラフである。図３は、液晶層２２のａ領域における配向方向を示す図である。図４は、液晶層２２の液晶分子の配向分布を示す図である。図５は、液晶層２２のａ領域とｂ領域の液晶分子の配向方向、第１偏光板１１の偏光透過軸、および第２偏光板１４（または反射型偏光板１３）の偏光透過軸を示す図である。

図４に示すように、本実施形態では、液晶層２２は、液晶分子の配向方向が異なるａ領域とｂ領域とから構成される。ａ領域とｂ領域とは、隣接する領域が異なるように、交互に配置されている。

図３および図５に示すように、液晶層２２のａ領域は、上側の基板２１および下側の基板２３には、ラビング処理が施されており、液晶分子の配向が定められている。図３では、破線が基板２１のラビング方向（ラビング軸）、実線が基板２３のラビング方向を示している。図３では、基板２１・２３のラビング方向が、直交しており、液晶分子の配向方向が９０°ねじれている。

また、図５に示すように、ｂ領域では、基板２１・２３のラビング方向が、ａ領域とは正反対である。また、図５に示すように、基板２１・２３のラビング方向は、反射型偏光板１３の偏光透過軸に対して、垂直または平行である。また、本実施形態では、第１偏光板１１の偏光透過軸は、反射型偏光板１３の偏光透過軸に対して直交しており、第２偏光板１４の偏光透過軸は、反射型偏光板１３に対して平行である。この構成では、ノーマリーホワイト方式となる。

ここで、図３に示すａ領域では、印加電圧によって、正面方向と、正面方向に対して左側方向の視角方向と、視角方向と反対（つまり正面方向に対して右側方向）の反視角方向とでは、透過率が異なる。液晶層２２の液晶分子は、印加される電圧に応じて、視角特性を有する。

より詳細には、図２に示すように、表示切替部１２に電圧が印加されると、２Ｖ未満では、いずれの方向の透過率も高い。このため、全方位からメインパネル部１５の画像を視認できる。したがって、この領域では、広視野角モード（通常モード）を実現できる。

これに対し、２〜３Ｖ程度の場合、視角方向，正面方向，および反視角方向の順に透過率が高くなる。特に、視角方向と反視角方向との透過率の差が顕著である。これは、電圧の印加により、液晶分子の配向方向が変化する（広視野角モードの時よりも少し立った状態になる）からである。これにより、視角方向からはａ領域を視認できない（視認しにくい）のに対し、反視角方向からはａ領域を視認できる。ここで、ａ領域とｂ領域とでは、基板２１・２３のラビング方向が反対となっている。このため、ａ領域とｂ領域とでは、視認のされ方も逆となる。つまり、視角方向からは、ｂ領域を視認できるのに対し、反視角方向からはｂ領域を視認できない（視認しにくい）。このように、ａ領域とｂ領域とでは、見る方向によって、視認領域にも非視認領域にもなる。

したがって、前述した図６（ａ）および図６（ｃ）に示すように、狭視野角モードでは、正面方向に対して右側方向と左側方向とで、メイン表示部１５の画像の視認のされ方が、反対となる。

また、図２において、３Ｖ以上の領域では、いずれの方向も透過率が低くなる。つまり、いずれの方向からもメイン表示部１５の画像を視認できなく（視認しにくく）なる。そこで、このような領域を、鏡モードに設定する。鏡モードでは、液晶層２３によって、光が９０°回旋しない。また、第１偏光板１１と反射型偏光板１３との偏光透過軸は、直交している。言い換えれば、第１偏光板１１の偏光透過軸と、反射型偏光板１３の偏光反射軸とが平行になる。したがって、液晶層２３を透過した光は、反射型偏光板１３により反射され、鏡面表示が可能となる。

表１は、以上のような３つのモードにおける、スイッチングパネル部１５への印加電圧，バックライトの状態，および表示状態の一例を示している。

広視野角モード（通常モード）では、スイッチングパネル部１２に、０Ｖ（電圧を印加しない）もしくは視角特性の影響があまりない電圧を印加する。バックライト５３から出射されメインパネル部１５を透過した光は、第２偏光板１４および反射型偏光板１３を通過し、液晶層２２で９０度回旋され、第１偏光板１１より観察者方向へ出射される。よって、視角は制御（制限）されず、メインパネル部１５の画像がいずれの方向からも視認されるように、表示される。

また、狭視野角モードでは、２Ｖ程度をスイッチパネルに印加すると、広視野角モードの時よりも、液晶分子がやや傾斜する。視角方向と反視角方向では、透過率が異なるため輝度差が生じる。これにより、視角方向へは光が遮断され（黒色）、反視角方向は光が透過状態にある。このため、図４のように、配向方向の正反対のａ領域とｂ領域を交互に並べると、表示部４に対し、斜め方向（横方向）からみると、スクランブル状態の画像が観察される。

また、鏡モードでは、高電圧（表１では５Ｖ）を印加すると、第１偏光板１１から入射した偏光は、反射型偏光板１３によって反射され、鏡面表示となる。鏡モードでは、鏡の効果を高めるために、バックライト５３をオフにする、または、バックライト５３およびメインパネル部１５をオフにすることが好ましい。

このように、ノーマリーホワイト方式である場合、各モードを切換える電圧は、鏡モード＞狭視野角モード＞広視野角モードの順に設定されている。また、３つのモードのうちのいずれかのモード、好ましくは、広視野角モードを実行する電圧を、０Ｖとすることにより、省電力化が可能となる。

さらに、本実施形態では、狭視野角モードに切換えるための電圧が、鏡モードに切換えるための電圧よりも、広視野角モードに切換えるための電圧に近似するように設定されている。これにより、電圧の印加による液晶層の液晶分子の傾斜は、広視野角モード時の液晶分子に近くなる。このため、図２に示したような、視角特性が大きくなる。したがって、狭視野角モードにおいて、特に、表示部４に表示される画像を斜め方向からは視認されにくくすることが可能となる。

なお、印加電圧は、液晶層２３の液晶分子の種類に応じて設定すればよく、特に限定されるものではない。

また、本実施形態では、メインパネル部１５は液晶ディスプレイを用いたが、メインパネル部１５が自発光タイプ型のディスプレイである場合、バックライト５３は不要である。この場合、表２に示すように、メインパネル部１５をオフ状態とすれば、同様に鏡の効果を高めることができる。

なお、本実施形態では、第２偏光板１４は、スイッチングパネル部１２およびメインパネル部１５の両方の偏光板を兼ねている。これは、メインパネル部１５の特性が、反射型偏光板１３の偏光透過軸に平行となっているためである。しかし、メインパネル部１５の特性は、メインパネル部１５によって異なる。つまり、第２偏光板１４は、メインパネル部１５の特性の要求にしたがって、反射型偏光板１３の偏光透過軸に対して、任意の軸角度を持つ可能性がある。

この場合には、第２偏光板１４の前面側に、反射型偏光板１３の偏光透過軸に平行となるように、別の偏光板を設ければよい。また、第２偏光板１４とその別の偏光板との透過軸が平行でない場合、例えば、適宜λ／２板などで、反射型偏光板１３の偏光透過軸と一致するように偏光方向を回転させることで、反射型偏光板１３の偏光透過軸と第２偏光板１４の偏光透過軸とが平行に設定されているときと、同様の効果を得ることができる。

以上のように、本実施形態によれば、狭視野角モード，広視野角モード，および鏡モードを実行するための、３種類の電圧がそれぞれ設定されている。そして、スイッチングパネル部１２にそれらの電圧を印加することによって、狭視野角モード，広視野角モード，および鏡モードを切換えることが可能となる。つまり、視野角制御機能と、鏡機能とを切替可能な携帯電話機を実現できる。

なお、本実施形態では、ノーマリーホワイトの表示装置について説明しているが、ノーマリーブラックの表示装置にも適用できる。ノーマリーブラックの構成は、通常状態（電圧無印加状態）で、下側の基板２３の配向方向と、反射型偏光板１３の偏光透過軸とが垂直配置される点が、ノーマリーホワイトの表示装置の構成とは異なる。ノーマリーブラックの表示装置では、電圧無印加時が鏡モードとなる。つまり、携帯電話機１は、通常、鏡として利用し、必要に応じて、視野角制御モードを設定することができる。したがって、この構成は、化粧，ヘアースタイルの確認など、鏡を使用する機会の多い女性ユーザに対して好適である。つまり、視野角制御機能よりも鏡の機能を重んじる場合には、ノーマリーブラックの構成が好適である。

一方、鏡の機能よりも視野角制御機能（特に狭視野角モード）を重んじる場合には、ノーマリーホワイトの構成が好適である。この理由について説明する。

ノーマリーホワイトの場合も、ノーマリーブラックの場合も、通常状態（電圧無印加状態）では、液晶層２２の液晶分子は、ねた状態である。このとき、視角方向と反視角方向とでは、液晶分子の見え方はほとんど変わらず、液晶分子の屈折率差もほとんどない。

ノーマリーホワイトの場合、狭視野角モード時には、２Ｖ〜３Ｖ程度（広視野角モードに近い電圧）が、液晶層２２に印加される。これにより、液晶分子が、広視野角モード時（通常状態）に比べて少し立ち上がった状態となる。このため、視角方向と反視角方向とでは液晶分子の見え方が大きく異なり、屈折率も大きく異なる。つまり、視角方向（遮光方向）から観察した場合、狭視野角モード時には、見かけ上の液晶分子のねじれ量が大きくなる。その結果、前述の図２のように、視角方向の透過率が顕著に低くなることによって、視野角制御機能（メイン画像の遮蔽効果）が高くなる。

これに対し、ノーマリーブラックの場合、狭視野角モードを実現するために、３Ｖ〜４Ｖ程度（広視野角モードに近い電圧）が、液晶層２２に印加される。これにより、液晶分子が、広視野角モード時（通常状態）に比べて、かなり立ち上がった状態となる。このため、視角方向と反視角方向とでは液晶分子の見え方は、あまり変わらず、屈折率もほとんど変わらない。つまり、視角方向（遮光方向）から観察した場合、狭視野角モード時には、見かけ上の液晶分子のねじれ量は小さい。このため、ノーマリーホワイトのときほど、視野角制御機能は高まらない。

したがって、視野角制御機能（特に狭視野角モード）を重んじる場合には、ノーマリーホワイトの構成が好適である。

また、本実施形態では、携帯電話機の液晶表示部に本発明を適用した場合について説明しているが、これに限られるものではなく、モバイルのパソコン、ＡＶ機器、ＤＶＤプレイヤー等の表示装置を有する携帯用電子機器に適用できる。あるいは、非携帯型の表示装置に適用し、視線方向によって異なる表示ができるディスプレイとして使用してもよい。

〔実施の形態２〕
次に、本発明の別の実施形態について、図８〜図１４に基づいて説明する。本実施形態の説明では、実施の形態１の説明に用いた図１〜図７を適宜参照する。なお、本実施形態では、主に、実施の形態１との相違点について説明し、同様部分の説明は省略する。

前述の実施の形態１では、視野角制御機能（狭視野角モードおよび広視野角モード）および鏡機能（鏡モード）の、３つのモードを有する携帯電話機について説明した。しかし、本発明では、鏡モードを有さない携帯電話機とすることもできる。

そこで、本実施形態では、視野角制御機能を有する携帯電話機について説明する。本実施形態でも、携帯電話機の基本的構成は、実施の形態１と同様である。また、本発明の特徴部分である表示部４も、図１の構成と同様である。実施の形態１と異なる点は、鏡モードを有さない点である。

本実施形態でも、実施の形態１と同様に、広視野角モード（通常モード）では、スイッチングパネル部１２に、０Ｖ（電圧を印加しない）もしくは視角特性の影響があまりない電圧を印加する。

一方、狭視野角モードでは、２Ｖ程度をスイッチパネルに印加して、広視野角モードの時よりも、液晶分子がやや傾斜させる（中間調表示）。

これにより、表示部４に表示されるメイン画像の、斜め方向からの覗き見防止効果を高めることができる。

これについて、図８（ａ）〜図８（ｂ），図９（ａ）〜図９（ｂ），および図１０（ａ）〜図１０（ｂ）に基づき説明する。図８（ａ）は、狭視野角モード時に、左斜め下方向から表示部４を見た模式図であり、図８（ｂ）は、狭視野角モード時に、左方向（真横）から、表示部４をみた図の模式図である。一方、図９（ａ）は、狭視野角モード時に、右斜め下方向から表示部４を見た図であり、図９（ｂ）は、狭視野角モード時に、右方向（真横）から、表示部４をみた図の模式図である。

なお、これらの図において、透過領域Ｔは、液晶表示部５１に表示された画像が透過して見える領域（視認領域・透過領域）である。遮光領域Ｂは、液晶表示部５１に表示された画像が遮光され黒表示される領域（非視認領域）である。鏡面表示領域Ｍは、反射型偏光板１３によって光が反射される領域である。

これらの図に示すように、視線の方向からみた、透過領域Ｔと遮光領域Ｂとの境界が、鏡面表示領域Ｍとなる。

ここで、図８（ａ）および図９（ａ）は、狭視野角モードに設定されているときに、表示部４を斜め方向から見た模式図である。図中のある遮光領域Ｂに注目すると、その遮光領域Ｂの上および右（図８（ａ））または左（図９（ａ））の透過領域Ｔと、その遮光領域Ｂの右斜め上（図８（ａ））または左斜めの上（図９（ａ））の遮光領域Ｂとが観察されることになる。そして、ある遮光領域Ｂと、上記の透過領域Ｔとの境界が、鏡面表示領域Ｍとなり、鏡面表示領域Ｍに挟まれた部分（角部）が、遮光領域Ｂとなる。

また、図８（ｂ）および図９（ｂ）は、狭視野角モードに設定されているときに、表示部４を真横から見た模式図である。図中のある遮光領域Ｂに注目すると、その遮光領域Ｂの右（図８（ｂ））または左（図８（ｂ））の透過領域Ｔが、観察されることになる。そして、ある遮光領域Ｂと、上記の透過領域Ｔとの境界が、鏡面表示領域Ｍとなる。つまり、図８（ｂ）および図９（ｂ）では、遮光領域Ｂのうち、透過領域Ｔの一辺が、その境界となり、鏡面表示領域Ｍとなる。

このように、遮光領域Ｂの一部が、鏡面表示領域Ｍとなる１メカニズムについて、図１０（ａ）および図１０（ｂ）を用いて説明する。図１０（ａ）は、右方向からみた表示部４の断面図であり、図１０（ｂ）は、左方向からみた表示部４の断面図である。これらの図では、破線の液晶層２２をａ領域（図３〜５参照），実線の液晶層２２をｂ領域（図３〜５参照）とする。

前述のように、第１偏光板１１の偏光透過軸は、反射型偏光板１３の偏光透過軸に対して直交している。また、ＴＮ液晶からなる液晶層２２のａ領域とｂ領域とは、配向方向が正反対である。

このため、図１０（ａ）に示すように、右方向から表示部４を見ると、第１偏光板１１を透過した左斜め方向からの光（外光）は、ａ領域の液晶層２２で９０°回旋され、さらに反射型偏光板１３も透過する。このため、ａ領域に入射する光は透過する。

これに対し、第１偏光板１１を透過した左斜め方向からの光（外光）は、ｂ領域の液晶層２２で９０°回旋されずにｂ領域の液晶層２２を透過するため、反射型偏光板１３で反射される。この反射された光は、ｂ領域の液晶層２２で９０°回旋される。しかし、９０°回旋された光は、第１偏光板１３を透過できない。このため、ｂ領域に入射しｂ領域に反射される光は遮光される。

一方、ｂ領域の液晶層２２を透過し、反射型偏光板１３によって反射された光が、ａ領域の液晶層２２をまたいで反射されると、その光は、ａ領域で９０°回旋されずにａ領域の液晶層２２を透過する。このａ領域の液晶層２２を透過した光は、第１偏光板１１を透過する。このように、ｂ領域の液晶層２２を透過し、反射型偏光板１３で反射された光が、ａ領域の液晶層２２を透過すると、その反射された光は、ａ領域の液晶層２２によって９０°回旋されない。このため、その光は、第１偏光板１１を透過して、視認される。ここで、視認される光は、反射型偏光板１３によって反射された光である。したがって、ｂ領域の液晶層２２を透過した光が、ａ領域の液晶層２２をまたいで反射されることによって鏡面表示領域が形成される。つまり、ｂ領域を透過した外光が、反射型偏光板１３によってａ領域に反射されることによって、鏡面のように光って見える。

一方、図１０（ｂ）に示すように、左方向から表示部４を見ると、右方向と見え方が逆になる以外は、図１０（ａ）と同様である。つまり、第１偏光板１１を透過してｂ領域に入射した右斜め方向からの光（外光）は、ｂ領域の液晶層２２で９０°回旋され、反射型偏光板１３を透過する。

これに対し、第１偏光板１１を透過してａ領域に入射した右斜め方向からの光（外光）は、ａ領域の液晶層２２で９０°回旋されないため、反射型偏光板１３によって反射される。この反射された光は、ａ領域の液晶層２２で９０°回旋される。しかし、９０°回旋された光は、第１偏光板１３を透過できない。このため、ａ領域に入射しａ領域に反射される光は遮光される。

一方、ａ領域の液晶層２２を透過し、反射型偏光板１３によって反射された光が、ｂ領域の液晶層２２をまたいで反射されると、その光は、ｂ領域で９０°回旋されずにｂ領域の液晶層２２を透過する。このｂ領域の液晶層２２を透過した光は、第１偏光板１１を透過して、視認される。ここで、視認される光は、反射型偏光板１３によって反射された光である。したがって、ａ領域の液晶層２２を透過した光が、ｂ領域の液晶層２２をまたいで反射されることによって鏡面表示領域が形成される。つまり、ａ領域を透過した外光が、反射型偏光板１３によってｂ領域に反射されることによって、鏡面のように光って見える。

このように、本実施形態では、狭視野角モード時に、液晶層２２の配向によってメイン画像を視認できなくした領域（非視認領域）の一部を鏡面表示領域とすることによって、メイン画像を格段に視認しにくく（または視認できなく）することができる。これは、鏡面表示領域と遮光領域とのコントラスト差が大きくなるため、透過領域が見えにくくなるためである。

なお、実施の形態１も、本実施形態と同様の構成を有するため、当然、狭視野角モードにおいて、図８（ａ），図８（ｂ），図９（ａ），および図９（ｂ）のように、表示部４が、視認される。

図１３は本実施形態の構成における、狭視野角モードの表示部を示す図であり、図１４は特許文献１の構成における、狭視野角モードの表示部を示す図である。これらの図から明らかなように、図１３に示す本実施形態の構成では、表示部のメイン画像が、図１４に比べて、格段に視認しにくくなっている。さらに、図１３の表示のされ方の方が、ファッション性にも富んでおり、見栄えもよい。

このように、表示部の視認性に差がでる原因は、以下のように推察できる。すなわち、図１４の表示部では、透過領域から見える画像と、遮光領域の遮光像とが目視される。このとき、目は、上記画像と遮光像との明るさから、瞳を調節して、画像を捉えようとする。その結果、透過領域の画像が観察者に目視される。

一方、図１３の表示部では、透過領域の画像および遮光領域の遮光像に加え、鏡面表示領域で反射された外光が目視される。このとき、目は、反射された外光，上記画像，および遮光像の明るさから、瞳を調整する。その結果、図１３からも判るように、外光の反射光によって、表示部の画像が、図１４よりも格段に認識されにくくなると考えられる。

次に、本実施形態の携帯電話機について、メイン画像を視認しにくく（または視認できなく）することによる、覗き見抑制効果（遮蔽機能）を評価した。なお、比較例として、特許文献１の構成を有する携帯電話機について、同様の評価を行った。実施例の結果を表３および図１１に、比較例の結果を表４および図１２に示す。

評価の方法は、以下の通りである。
（１）評価方法：被験者に評価用ディスプレイを持たせ、画面正面から左右どちらかの方向に、４５度の角度から観察した、評価用ディスプレイの情報の判読度を評価した。
（２）評価基準：５段階評価（全て判読できる，殆ど判読できる，殆ど判読できない，全く判読できない，良く分からない）
（３）被験者数：１００人（２０〜４０代の男女）
（３）評価ディスプレイ
表示部（ベースパネル）：携帯電話用２．４型ＱＶＧＡ（２４０×３２０ピクセル）
スイッチングパネル（液晶層）：配向分割（図４参照）された、１ｍｍ×１ｍｍの方形パターン
（４）評価パターン：表示部に、以下の『』内の文書を表示する。
『受信トレー
２００５／１１／０２ １１：３５
山田太郎
明日の打合せ連絡。
時間；午後３時
場所；事務棟１０６会議室
以上よろしくお願いします。』。

実施例の結果（表３および図１１）と、比較例の結果（表４および図１２）とを比べれば明らかなように、実施例では、斜め方向からの覗き見抑制効果（遮蔽機能）が、比較例よりも、顕著に高くなっていることが確認された。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の表示装置は、視野角制御機能と、鏡機能とを切換えることができるので、携帯通信端末やモバイルのパソコン、ＡＶ機器、ＤＶＤプレイヤー等の携帯用電子機器のディスプレイ等に適用できる。

本発明の実施形態に係る携帯電話機の表示部の断面図である。 ＴＮ液晶の電圧−透過率特性を示すグラフである。 図２のグラフにおける視角方向と反視角方向とを説明するための図である。 図１の表示部のスイッチパネル部における液晶層の配向分割の分布を説明するための図である。 図４のａ領域とｂ領域の配向方向を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る携帯電話機が、狭視野角モードに設定されているときの表示部を示す図であり、（ａ）は左方向から見た表示部，（ｂ）は正面方向から見た表示部，（ｃ）は右方向から見た表示部を示す図面である。 本発明の実施形態に係る携帯電話機を示す図である。 本発明の実施形態に係る携帯電話機の表示部を、狭視野角モード時にみた模式図であり、（ａ）は左斜め下方向から見た模式図であり、（ｂ）は左方向から見た模式図である。 本発明の実施形態に係る携帯電話機の表示部を、狭視野角モード時にみた模式図であり、（ａ）は右斜め下方向から見た模式図であり、（ｂ）は右方向から見た模式図である。 本発明の実施形態に係る携帯電話機の表示部を、狭視野角モード時にみた断面図であり、（ａ）は右方向からみた断面図であり、（ｂ）は左方向からみた断面図である。 本発明の実施形態に係る携帯電話機の覗き見抑制効果を評価した結果を示すグラフである。 特許文献１の携帯電話機の覗き見抑制効果を評価した結果を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る携帯電話機における、狭視野角モードの表示部を示す図である。 特許文献１の携帯電話機における、狭視野角モードの表示部を示す図である。

符号の説明

１ 携帯電話機（電子機器）
４ 表示部（表示装置）
１１ 第１偏光板
１２ スイッチングパネル部（表示切替部）
１３ 反射型偏光板
１４ 第２偏光板
１５ メインパネル部（映像表示部）
２１ 基板
２２ 液晶層
２３ 基板

Claims (8)

1. 画像を表示するための映像表示部と、
   上記映像表示部の前面側に配置され、上記映像表示部の各視角方向における視認状態を電気的に切換えるための表示切替部と、
   上記表示切替部の前面に配置された第１偏光板と、
   上記映像表示部と表示切替部との間に配置された第２偏光板とを備え、
   さらに、上記表示切替部の背面側と第２偏光板との間に、反射型偏光板を備えており、
   上記表示切替部は、一対の基板間に挟持され、かつ、ＴＮモードの液晶分子が配向分割された液晶層であることを特徴とする表示装置。
2. 上記表示切替部は、上記液晶層に印加される電圧に応じて、
   （ａ）映像表示部に表示される画像を、正面方向からは視認可能とする一方、斜め方向からは視認されにくくする狭視野角モード；
   （ｂ）映像表示部に表示される画像を、どの方向からでも視認可能とする広視野角モード；および
   （ｃ）映像表示部を、どの方向からでも鏡面表示とする鏡モード
   のいずれかのモードを切換えるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 上記（ａ）〜（ｃ）のいずれかのモードに切換えるための電圧が、０Ｖに設定されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 上記広視野角モードに切換えるための電圧が、０Ｖに設定されていることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 上記狭視野角モードに切換えるための電圧が、上記鏡モードに切換えるための電圧よりも、上記広視野角モードに切換えるための電圧に近似するように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
6. 上記液晶層が、ノーマリーホワイト方式であることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
7. 上記映像表示部は、上記鏡モード時には、その映像表示部側から照射される光をオフ状態とするようになっていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の表示装置を備えた電子機器。