JP4363225B2 - Display device - Google Patents
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本発明は、表示装置に関し、特に、直視型の表示装置に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly, to a direct view display device.
近年、液晶表示装置はノートパソコン用表示装置、車載用表示装置および携帯電話用表示装置等として幅広く使用されている。 In recent years, liquid crystal display devices have been widely used as display devices for notebook personal computers, in-vehicle display devices, mobile phone display devices, and the like.
ノートパソコン用表示装置や携帯電話用表示装置の場合、使用場所や使用状況に応じて表示装置の視野角を変更したいという要求がある。例えば、ノートパソコン用表示装置においては、鉄道車両等の中でノートパソコンを使用する場合は、表示装置の表示内容を周囲の者から覗き見されないように表示装置の視野角を小さくしたいという要望がある。 In the case of a display device for a notebook personal computer or a display device for a mobile phone, there is a demand for changing the viewing angle of the display device according to the place of use and the use situation. For example, in a notebook personal computer display device, when a laptop computer is used in a railway vehicle or the like, there is a demand for reducing the viewing angle of the display device so that the display content of the display device is not seen by surrounding people. is there.
また、オフィス等でノートパソコンを使用する場合は、周囲の者からの覗き見を防止する必要がなく、より見易くするため、表示装置の視野角を大きくしたいという要望がある。 In addition, when using a notebook computer in an office or the like, there is a need to increase the viewing angle of the display device in order to make it easier to see without having to prevent peeping from surrounding people.
さらに、車載用表示装置においては、安全のため、車が動いている場合は、液晶素子の表示内容を運転席からは見ることができず、助手席のみから見ることができるようにし、車が停車している場合は、運転席と助手席の両方から見ることができるようにしたいという要望がある。 Furthermore, in the in-vehicle display device, for safety, when the car is moving, the display content of the liquid crystal element cannot be seen from the driver's seat, but can be seen only from the passenger seat. When the vehicle is stopped, there is a desire to be able to see from both the driver's seat and the passenger seat.
従来から表示装置の視野角を制御する方法として、ルーバーを表示装置の前面に置くなどの方法が知られているが、ルーバーは視野角を一定の角度に変えるだけであるため、使用場所や使用状況に応じて視野角を変更するには、ルーバーを交換することが必要であり、従来は視野角を容易に変更することは困難であった。 Conventionally, as a method for controlling the viewing angle of a display device, a method such as placing a louver on the front surface of the display device is known. However, since a louver only changes the viewing angle to a certain angle, In order to change the viewing angle according to the situation, it is necessary to replace the louver, and conventionally, it has been difficult to easily change the viewing angle.
また、ポリマ分散液晶セル等を用いて表示装置の視野角を制御する方法も提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、一般のポリマ分散液晶セルは、光線透過状態での透過率が相当低いため、表示装置の明るさが低下してしまう。 A method of controlling the viewing angle of a display device using a polymer dispersed liquid crystal cell or the like has also been proposed (see Patent Document 1). However, since a general polymer dispersed liquid crystal cell has a considerably low transmittance in a light transmission state, the brightness of the display device is lowered.
また、従来の表示装置の視野角を制御する方法は、表示画面に対して垂直な方向の視野角を制御する方法だけが提案されており、表示画面に対して斜めの方向についての視野角を制御する方法は提案されていない。 In addition, as a conventional method for controlling the viewing angle of a display device, only a method for controlling the viewing angle in a direction perpendicular to the display screen has been proposed. No control method has been proposed.
本発明は、表示の視野角を電気的に制御することができ、周囲環境や状況に応じて使い分けできる表示装置を提供することができる。 The present invention can provide a display device that can electrically control the viewing angle of display and can be selectively used according to the surrounding environment and situation.
本発明の態様１は、透過型表示素子とサイドライト方式の面状光源との間に光学装置が配置され、表面に微細な凹凸を有する透明な導光板を備え、面状光源は、出射光に、面状光源の光出射面に垂直な方向から所定角度傾いた方向に指向性を与え、光学装置は光線散乱状態と光線透過状態とを電気的に可逆的に切り替えることができ、光学装置を光線散乱状態にすることによって、表示の視野角を光学装置が光線透過状態である場合の表示の視野角より大きくすることができることを特徴とする表示装置を提供する。
本発明の態様２は、透過型表示素子と面状光源との間に光学装置が配置され、面状光源は、出射光に、面状光源の光出射面に垂直な方向から所定角度傾いた方向に指向性を与え、光学装置は光線散乱状態と光線透過状態とを電気的に可逆的に切り替えることができ、光線透過状態における透過率が８０％以上であって、光学装置を光線散乱状態にすることによって、表示の視野角を光学装置が光線透過状態である場合の表示の視野角より大きくすることができることを特徴とする表示装置を提供する。
本発明の態様３は、態様１または２において、光学装置を光線透過状態にした場合の透過型表示素子の視野角が透過型表示素子の表示面の法線から４５°の位置を中心にして±３０°以下、または法線を中心にして±４０°以下である表示装置を提供する。
本発明の態様４は、態様１、２または３において、透過型表示素子の表示面と平行な平面内で２以上の領域に光学装置を区分し、各領域を独立して光線透過状態と光線散乱状態とに変化させることができる表示装置を提供する。
本発明の態様５は、態様１、２、３または４において、光学装置が、一対の透明電極付き透明基板でカイラルネマチック液晶または液晶／高分子複合体を挟持する構造を有する表示装置を提供する。
本発明の態様６は、態様１または２における表示装置の使用方法であって、並び合う２人以上の表示装置の利用者がいる場合に、一の状態では、利用者全員が表示を見ることができ、二の状態では、一部の利用者のみが表示を見ることができる表示装置の使用方法を提供する。
本発明の態様７は、態様１または２における表示装置の使用方法であって、自動車の運転席付近に表示装置が設置され、一の状態では、運転席および助手席の利用者が表示を見ることができ、二の状態では、助手席の利用者のみが表示を見ることができる表示装置の使用方法を提供する。
本発明によれば、光学装置を電気的に光線透過状態から光線散乱状態に切り替えるだけで表示の視野角を制御することができる表示装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the display apparatus which can control the viewing angle of a display only by switching an optical apparatus from a light transmissive state to a light scattering state can be provided.
本発明の表示装置を図１から図４を用いて説明する。本発明の表示装置の一例を図１に示す。図１の表示装置の構成は、観察者側５から順に、透過型表示素子３、光線透過状態と光線散乱状態を電気的に切り替えることができる光学装置２、出射光が指向性をもつ面状光源１となっている。なお、図１〜５において、光学装置２の駆動電源および駆動回路の図示を省略している。
The display device of the present invention will be described with reference to FIGS. An example of the display device of the present invention is shown in FIG. The display device shown in FIG. 1 includes, in order from the
ここで指向性をもつとは、面状光源からの出射光の光量がある特定方向に集中している状態をいう。本発明の表示装置に用いるには、面状光源からの出射光が、特定方向から±３０°の範囲の光強度が特定方向での光強度の３０％以下になっている状態が好ましい。特定方向から±２０°の角度での光強度が特定方向の光強度の３０％以下になっていることがより好ましく、特定方向から±１０°の角度での光強度が特定方向の光強度の３０％以下になっていることが特に好ましい。
面状光源の指向性は、輝度計を用い、面状光源の光出射面に垂直な方向からの角度と輝度を測定して求める。
Here, having directivity means a state in which the amount of light emitted from the planar light source is concentrated in a certain direction. For use in the display device of the present invention, it is preferable that the light emitted from the planar light source has a light intensity in the range of ± 30 ° from the specific direction to 30% or less of the light intensity in the specific direction. More preferably, the light intensity at an angle of ± 20 ° from the specific direction is 30% or less of the light intensity in the specific direction, and the light intensity at an angle of ± 10 ° from the specific direction is equal to the light intensity in the specific direction. It is particularly preferable that it is 30% or less.
The directivity of the planar light source is obtained by measuring the angle and luminance from the direction perpendicular to the light emitting surface of the planar light source using a luminance meter.
図１では、光学装置２は光線透過状態になっている。面状光源１は指向性をもつため、面状光源１からは特定方向へのみ光が出射される。光学装置２は光線透過状態になっているため、面状光源１からの光は、光学装置２で散乱されることなく、面状光源１から出射された光と同じ指向性をもったまま光学装置２を透過する。
In FIG. 1, the
光学装置２を透過した光は、透過型表示素子３を透過した後、観察者４，５，６に到達する。この場合、透過型表示素子３を透過した光は、面状光源１からの光と同じ指向性をもつため、透過型表示素子３の表示内容は観察者４，５からはほとんど見ることができず、観察者６のみが見ることができる。
The light transmitted through the
次に、光学装置２を光線散乱状態に電気的に切り替えた場合について図２を用いて説明する。光学装置２が光線散乱状態になっているため、面状光源１から特定方向へ出射された光は、光学装置２で散乱され、光学装置２から様々な方向へ出射される。光学装置２で散乱された光は、透過型表示素子３を透過した後、観察者４，５，６に到達する。この場合、透過型表示素子３を透過した光は、様々な方向へ出射されているため、透過型表示素子３の表示内容は観察者４，５，６の全員が見ることができる。
Next, the case where the
以上のように、指向性をもつ面状光源と光学装置２を電気的に光線透過状態から光線散乱状態に切り替えることによって、透過型表示素子３の表示内容を見ることができる角度を変更することができる。本明細書では、最大輝度の３０％以上の輝度が得られる角度範囲を透過型表示素子３の視野角と定義する。視野角は、輝度計を用い、透過型表示素子の表示面に垂直な方向からの角度と輝度を測定して求める。
As described above, the angle at which the display content of the
図１および図２では、面状光源１の光の指向性は、透過型表示素子の表示面に対して斜めになっている例を示したが、図３，４に示すように面状光源１の光の指向性は、透過型表示素子の表示面に対して垂直になっていてもよい。
1 and 2 show an example in which the directivity of light of the
この場合、光学装置２は光線透過状態になっているときは、図３のように透過型表示素子３を透過した光は、面状光源１からの光と同じ指向性をもつため、透過型表示素子３の表示内容は観察者４，６からはほとんど見ることができず、観察者５のみが見ることができる。
In this case, when the
また、光学装置２は光線散乱状態になっているときは、図４のように透過型表示素子３を透過した光は、様々な方向へ出射されているため、透過型表示素子３の表示内容は観察者４，５，６の全員が見ることができる。
Further, when the
本明細書において、光源からの出射光の指向性の方向を光源からの出射光の強度（輝度）が最も強い方向と定義する。 In this specification, the direction of the directivity of the emitted light from the light source is defined as the direction in which the intensity (luminance) of the emitted light from the light source is the strongest.
本発明では、光学装置２を光線散乱状態または光線透過状態に切り替えることによって、透過型表示素子３からの出射光の散乱状態を変更して視野角を増減するものであり、光源からの出射光のもつ指向性の方向と透過型表示素子３の視野角の方向はほぼ同じになる。したがって、光源からの出射光のもつ指向性の方向が透過型表示素子３の表示画面に対して斜めの方向であれば、表示画面に対して斜めの方向を中心として一定の範囲が透過型表示素子３の視野角となる。
In the present invention, the viewing angle is increased or decreased by changing the scattering state of the outgoing light from the
以上、光学装置２の全面を光線透過状態から光線散乱状態へ電気的に切り替える例を説明したが、光学装置２の全面を光線透過状態から光線散乱状態へ電気的に切り替えるのではなく、光学装置の一部の領域のみを光線散乱状態へ電気的に切り替え、他の領域は光線透過状態のままにしてもよい。光学装置を複数の領域に区分し、各領域に印加する電圧を制御できるようにすれば、光学装置の一部の領域を光線散乱状態へ電気的に切り替えることができる。
The example in which the entire surface of the
例えば、図５の光学装置のように光学装置の領域８のみを光線散乱状態へ電気的に切り替え、領域７は光線透過状態のままにした場合、透過型表示素子３の表示画面のうち、散乱状態になっている領域８に対応する部分だけを観察者全員が見ることができ、光線透過状態になっている領域７に対応する部分は一部の観察者のみ見ることができる。
For example, when only the
次に本発明の表示装置を構成する部品について説明する。本発明では、面状光源として高い指向性をもつ面状光源を用いる。
指向性をもつ面状光源として、直下型バックライトとサイドライト型バックライトの２種類がある。本発明ではどちらを使用してもよいが、薄型化が容易であること、輝度が均一であること、光の利用効率がよいこと等の理由からサイドライト型バックライトの方が、直下型バックライトに比べ好ましい。指向性の高いサイドライト型バックライトとして住友スリーエム株式会社製ＢＥＦ付きの面状光源を用いることができる。
Next, components constituting the display device of the present invention will be described. In the present invention, a planar light source having high directivity is used as the planar light source.
There are two types of planar light sources having directivity: direct type backlights and sidelight type backlights. Either one may be used in the present invention, but the sidelight type backlight is more suitable for the direct type backlight because it is easy to reduce the thickness, the luminance is uniform, and the light use efficiency is good. Preferred over light. A planar light source with BEF manufactured by Sumitomo 3M Limited can be used as a sidelight type backlight having high directivity.
指向性をもつ面状光源には、２次元的な指向性をもつ面状光源と３次元的な指向性をもつ面状光源とがある。２次元的な指向性をもつ面状光源を用いるか、３次元的指向性をもつ面状光源を用いるかは、用途によって選択する。
例えば、ノートパソコン用表示装置として、使用場所や使用状況に応じて視野角を変更する場合、周囲の者から覗き見されないようにするため、２次元的な指向性をもつ面状光源を用いる。
The planar light source having directivity includes a planar light source having two-dimensional directivity and a planar light source having three-dimensional directivity. Whether to use a planar light source having two-dimensional directivity or a planar light source having three-dimensional directivity is selected depending on the application.
For example, as a display device for a notebook computer, a planar light source having a two-dimensional directivity is used in order to prevent a surrounding person from peeping when the viewing angle is changed according to the place of use or the use situation.
また、車載用表示装置として、使用場所や使用状況に応じて視野角を変更する場合、車が動いている場合は運転席から見えず助手席だけから見えるようにし、車が停車している場合は運転席と助手席の両方から見えるようにする。この場合も２次元的な指向性をもつ面状光源を用いる。
また、携帯電話用表示装置の場合、電車の中ではあらゆる方向から覗き見される可能性があるので、３次元的指向性をもつ面状光源を用いる。
In addition, as an in-vehicle display device, when the viewing angle is changed according to the place of use and usage conditions, when the car is moving, it is not visible from the driver's seat but only from the passenger seat, and the car is stopped Is visible from both the driver and passenger seats. In this case as well, a planar light source having a two-dimensional directivity is used.
In the case of a display device for a mobile phone, a planar light source having a three-dimensional directivity is used because there is a possibility of peeping from any direction on a train.
指向性の高い面状光源としてサイドライト型バックライトを用い、導光板１０２の凹凸の傾斜を緩くすることにより、導光板１０２から出射する光を導光板１０２の垂直方向から９０°に近い方向にすることができる。図６に光源の模式図を示す。この方法では、導光板の端辺に配置する光源の位置によって光が出射する方向が決る。
その他、導光板として、例えば、日立化成社製のホログラム導光板を使用することができる。
By using a sidelight-type backlight as a highly directional planar light source and by relaxing the uneven slope of the
In addition, for example, a hologram light guide plate manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. can be used as the light guide plate.
また、光量の分布を均一にするためには、導光板１０２につける凹凸の傾斜の分布を光源１０１に近い側を粗にし、光源１０１に遠い側を密すればよい。
Further, in order to make the light quantity distribution uniform, it is only necessary to roughen the uneven slope distribution on the
図１１に示すように光源を導光板１０２の両端に配置してもよい。この場合、使用する光源を切り替えることにより、導光板１０２から出射する光の指向性を変え、可視範囲を変更することができる。光源１０１を使用した場合、導光板１０２から出射する光の指向性は１０７の矢印で示す方向となるが、光源１０９を使用した場合、導光板１０２から出射する光の指向性は１０８の矢印で示す方向となる。
As shown in FIG. 11, light sources may be disposed at both ends of the
また、図７のように導光板１０２から斜めに出射した光を導光板側に凸のプリズムアレイシート１０６を配置することにより、透過型表示素子に対して垂直方向に指向性を持った光にすることができる。この場合も、光量の分布を均一にするためには、導光板１０２につける凹凸の傾斜の分布を光源１０１に近い側を粗にし、光源１０１に遠い側を密すればよい。
Further, by arranging a convex
光線透過状態と光線散乱状態を電気的に切り替えることができる光学装置としては、光線透過状態での透過率が８０％以上である高透明性液晶素子を用いる。 As an optical device capable of electrically switching between the light transmission state and the light scattering state, a highly transparent liquid crystal element having a transmittance of 80% or more in the light transmission state is used.
高透明性液晶素子は、例えば、液晶／高分子複合体層を一対の電極付き透明基板で挟持する構成のものを用いることができる。 As the highly transparent liquid crystal element, for example, one having a configuration in which a liquid crystal / polymer composite layer is sandwiched between a pair of transparent substrates with electrodes can be used.
この場合、高透明性液晶素子は透明電極間に電圧が印加される場合には、液晶／高分子複合体層が光線散乱状態になり、印加電圧が大きい程、散乱角度が大きくなる。また、高透明性液晶素子は透明電極間に電圧が印加されない場合には、光線透過状態になる。高透明性液晶素子の透明電極間に印加する電圧を調整して、透過型表示素子の視野角を調整することもできる。 In this case, when a voltage is applied between the transparent electrodes in the highly transparent liquid crystal element, the liquid crystal / polymer composite layer is in a light scattering state, and the scattering angle increases as the applied voltage increases. Further, the highly transparent liquid crystal element is in a light transmission state when no voltage is applied between the transparent electrodes. The viewing angle of the transmissive display element can also be adjusted by adjusting the voltage applied between the transparent electrodes of the highly transparent liquid crystal element.
そのほか、高透明性液晶素子としては、電圧無印加時に散乱状態で、電圧印加時に透明にできる素子やカイラルネマチック液晶素子を用いることができる。カイラルネマチック液晶素子の場合、その螺旋ピッチを調整し、選択反射波長域を赤外域や紫外域に設定したものを用いれば、プレナー状態または電圧印加のホメオトロピック状態で光線透明状態とし、フォーカルコニック状態で光線散乱状態とすることができる。
本方式によれば、光線透過状態と光線散乱状態をメモリ状態として使うことができる（米国特許出願公開第２００３／０１４２０５７参照）。
In addition, as the highly transparent liquid crystal element, an element that is in a scattering state when no voltage is applied and can be made transparent when a voltage is applied, or a chiral nematic liquid crystal element can be used. In the case of a chiral nematic liquid crystal element, if the spiral pitch is adjusted and the selective reflection wavelength range is set to the infrared or ultraviolet range, the light is transparent in the planar state or the homeotropic state with voltage application, and the focal conic state. The light scattering state can be obtained.
According to this method, the light transmission state and the light scattering state can be used as the memory state (see US Patent Application Publication No. 2003/0142057).
また、選択反射波長域が可視光域に設定したカイラルネマチック液晶素子であっても、フォーカルコニック状態の光線散乱状態とホメオトロピック状態の光線透明状態を用いるのであれば、高透明性液晶素子として使用することができる。 In addition, even a chiral nematic liquid crystal device with a selective reflection wavelength range set to a visible light region can be used as a highly transparent liquid crystal device if a light scattering state in a focal conic state and a light transparent state in a homeotropic state are used. can do.
透過型表示素子は、例えば、ＴＦＴ等のアクティブマトリクスＬＣＤやＳＴＮやＴＮのパッシブマトリクスＬＣＤが使用することができ、強誘電性液晶や反強誘電性液晶も使用することができる。 As the transmissive display element, for example, an active matrix LCD such as a TFT or a passive matrix LCD such as STN or TN can be used, and a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal can also be used.
上記の透過型表示素子、高透明性液晶素子、特定方向に指向性をもつ面状光源を観察者側から、透過型表示素子、高透明性液晶素子、面状光源の順に配置し、表示装置とする。 The transmissive display element, the highly transparent liquid crystal element, and the planar light source having directivity in a specific direction are arranged from the observer side in the order of the transmissive display element, the highly transparent liquid crystal element, and the planar light source. And
以下に本発明の実施例を示す。実施例中、「部」は重量部を意味する。
[例１]
指向性をもつ面状光源として図６に示す構造のサイドライト型バックライトを用いる。光源１０１からの出射光は光源リフレクター１０３により反射され、導光板１０２に入射する。
導光板１０２表面の凹凸の傾斜を透過型表示素子の表示面に対して０〜２０°にすることにより、導光板１０２から出射する光の強度が最大光強度の３０％以上の強度となる範囲は、図６のＹ軸に対して５０〜８０°の範囲となる。さらに導光板１０２の上部に非常に弱い散乱層１０５を配置することにより、散乱層１０５からの出射光１０７の強度が最大光強度の３０％以上の強度となる範囲は、Ｙ方向に対して４５±３０°以下の範囲となる。
透過型表示素子は、７インチのＴＦＴの液晶表示装置を用いる。
光線透過状態と光線散乱状態を電気的に切り替えることができる光学装置として、高透明性液晶素子を用いる。
Examples of the present invention are shown below. In the examples, “parts” means parts by weight.
[Example 1]
A sidelight type backlight having a structure shown in FIG. 6 is used as a planar light source having directivity. Light emitted from the
A range in which the intensity of light emitted from the
The transmissive display element uses a 7-inch TFT liquid crystal display device.
A highly transparent liquid crystal element is used as an optical device capable of electrically switching between a light transmission state and a light scattering state.
高透明性液晶素子は、液晶／高分子複合体層を一対の電極付き透明基板で挟持する構造を有するものを次のように作成し、用いる。まず、誘電率異方性が負であるネマチック液晶（チッソ社製ＡＧ−１０１６ＸＸ）を８０部、図１０で示される硬化性化合物を２０部、ベンゾインイソプロピルエーテルを０．２部ブレンドし、混合組成物を調製する。 A highly transparent liquid crystal element having a structure in which a liquid crystal / polymer composite layer is sandwiched between a pair of transparent substrates with electrodes is prepared and used as follows. First, 80 parts of nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy (AG-1016XX manufactured by Chisso Corporation), 20 parts of the curable compound shown in FIG. 10 and 0.2 part of benzoin isopropyl ether are blended, and mixed composition Prepare the product.
ついで、透明電極の上に垂直配向用ポリイミド膜（ＪＳＲ社製ＪＡＬＳ−６８２−Ｒ３）を形成した厚さ０．７ｍｍの一対のガラス製基板を、ポリイミド薄膜が対向するようにして設置し、その間隙に直径６μｍの樹脂ビーズを微量配してから、基板の四辺に約１ｍｍ幅のエポキシ樹脂層を印刷により設け、これを張り合わせて硬化し、光学装置周辺部が透明の樹脂層でシールされる状態にする。 Next, a pair of glass substrates having a thickness of 0.7 mm, in which a vertical alignment polyimide film (JALS-682-R3 manufactured by JSR) was formed on the transparent electrode, was placed so that the polyimide thin films face each other. After a small amount of resin beads having a diameter of 6 μm are arranged in the gap, an epoxy resin layer having a width of about 1 mm is provided on the four sides of the substrate by printing, and this is bonded and cured, and the peripheral portion of the optical device is sealed with a transparent resin layer Put it in a state.
具体的には、シール層の一部を解放しておき、シール層の硬化後、このようにして形成された液晶セル中に上記混合組成物を注入し、その後シール層の一部解放部をエポキシ樹脂で封止し、硬化して、シール層を完成させる。ついで、垂直配向用ポリイミド膜の働きで硬化性化合物を溶解させた液晶が基板面に垂直方向に配向を示すような状態に保ったまま硬化性化合物を硬化し、液晶／硬化物複合体層を形成する。具体的には、この注入された液晶セルを４０℃に保持した状態で、主波長が約３６５ｎｍのＨｇ−Ｘｅランプにより、上側より約２．５ｍＷ／ｃｍ2、下側より同じく約２．５ｍＷ／ｃｍ2の紫外線を１０分間照射し、透明の樹脂層でシールした高透明性液晶素子を得る。 Specifically, a part of the seal layer is released, and after the seal layer is cured, the mixed composition is injected into the liquid crystal cell thus formed, and then a part of the seal layer is released. Sealed with epoxy resin and cured to complete the seal layer. Next, the curable compound is cured while the liquid crystal in which the curable compound is dissolved by the action of the polyimide film for vertical alignment shows the alignment in the direction perpendicular to the substrate surface. Form. Specifically, with the injected liquid crystal cell held at 40 ° C., about 2.5 mW / cm 2 from the upper side and about 2.5 mW from the lower side by the Hg—Xe lamp having a dominant wavelength of about 365 nm. A highly transparent liquid crystal element sealed with a transparent resin layer is obtained by irradiating with / cm 2 ultraviolet rays for 10 minutes.
シリカコートを施した一対のアルカリガラス基板(旭硝子社製：ＡＳ)を用い、一方のガラス基板の外表面から、他方のガラス基板の外表面を通過する光線の透過率を測定する。電圧無印加時の透過率は８４％である。また、電圧を４０Ｖ印加したときの透過率は約３％である。 Using a pair of alkali glass substrates (ASA) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., the transmittance of light passing through the outer surface of one glass substrate is measured from the outer surface of one glass substrate. The transmittance when no voltage is applied is 84%. Further, the transmittance when a voltage of 40 V is applied is about 3%.
上記の透過型表示素子、高透明性液晶素子、指向性をもつ面状光源を観察者側から、透過型表示素子、高透明性液晶素子、特定方向に強度分布を有する指向性をもつ面状光源の順に配置し、表示装置とする。 The above-mentioned transmissive display element, highly transparent liquid crystal element, and planar light source having directivity from the observer side, transmissive display element, highly transparent liquid crystal element, and planar surface with directivity having intensity distribution in a specific direction Arranged in the order of the light sources to form a display device.
高透明性液晶素子に電圧を印加せずに光線透過状態にすると、透過型表示素子の視野角は液晶の表示面の法線に対して４５±３０°以下となる。 When the light-transmitting state is applied to the highly transparent liquid crystal element without applying a voltage, the viewing angle of the transmissive display element is 45 ± 30 ° or less with respect to the normal line of the liquid crystal display surface.
さらに高透明性液晶素子に電圧を３０Ｖ印加して、光線散乱状態にすると、透過型表示素子の視野角は液晶の表示面の法線に対して５±６０°以上となる。 Further, when a voltage of 30 V is applied to the highly transparent liquid crystal element so as to be in a light scattering state, the viewing angle of the transmissive display element becomes 5 ± 60 ° or more with respect to the normal line of the liquid crystal display surface.
本発明の表示装置を車載用として運転席と助手席の中間の位置に設置して用いる。車が動いている場合は高透明性液晶素子の透明電極間に電圧を印加しないで高透明性液晶素子を光線透過状態にし、車が停車する場合、高透明性液晶素子の透明電極間に３０Ｖの電圧を印加し、高透明性液晶素子を光線散乱状態にする。 The display device of the present invention is installed on a vehicle and installed at a position between the driver seat and the passenger seat. When the car is moving, no voltage is applied between the transparent electrodes of the highly transparent liquid crystal element so that the highly transparent liquid crystal element is in a light transmitting state, and when the car stops, 30 V is applied between the transparent electrodes of the highly transparent liquid crystal element. Is applied to bring the highly transparent liquid crystal element into a light scattering state.
車が動いている場合は、高透明性液晶素子が光線透過状態であるため、表示装置の表示内容は運転席からは見えず助手席からのみ見ることができる。車が停車している場合は、高透明性液晶素子が光線散乱状態であるため、表示装置の表示内容は運転席と助手席の両方から見ることができる。 When the car is moving, since the highly transparent liquid crystal element is in a light-transmitting state, the display content of the display device cannot be seen from the driver's seat and can be seen only from the passenger seat. When the vehicle is stopped, the display content of the display device can be viewed from both the driver seat and the passenger seat because the highly transparent liquid crystal element is in a light scattering state.
本発明の表示装置でＴＶ表示をする場合、運転中は運転席からＴＶ表示が見えないので安全性を高めることができる。 When the TV display is performed with the display device of the present invention, since the TV display cannot be seen from the driver's seat during driving, safety can be improved.
[例２]
面状光源および透過型表示素子は例１と同じ構成のものを用いる。高透明性液晶素子は、２つの領域を独立して、光線透過状態と光線散乱状態とに電気的に切り替えることができるようにする。
具体的には、図５に示すように、高透明性液晶素子２のうち領域７を光線透過状態のまま光線散乱状態に切り替えず、光学装置８の領域のみ光線透過状態と光線散乱状態とに電気的に切り替える。光学装置の領域８に対応する透過型表示素子の領域にＴＶ表示を行い、光学装置の領域７に対応する透過型表示素子の領域に運転に必要な情報（ナビゲーションやエアコン情報）の表示を行う。これにより、運転中には、ＴＶ表示は運転席から見えないが、運転に必要な情報）は運転席から見えるようにすることができる。
[Example 2]
The planar light source and the transmissive display element have the same configuration as in Example 1. The highly transparent liquid crystal element enables two regions to be electrically switched between a light transmission state and a light scattering state independently.
Specifically, as shown in FIG. 5, the
[例３]
図７のように、指向性をもつ面状光源として導光板から斜めに出射した光を、導光板側に頂角７０°の凸のプリズムアレイシート１０６を配置することにより、透過型表示素子に対してほぼ垂直方向に指向性をもった光源を作ることができる。光源から出射する光の強度が最大光強度の３０％以上の強度となる範囲は、垂直方向に対して±３０°以下の範囲となる。透過型表示素子は、１５インチのＴＦＴの液晶表示装置を用いる。
光線透過状態と光線散乱状態を電気的に切り替えることができる光学装置としては、例１と同じ構成の高透明性液晶素子を用いる。
[Example 3]
As shown in FIG. 7, by arranging a convex
As an optical device capable of electrically switching between the light transmission state and the light scattering state, a highly transparent liquid crystal element having the same configuration as in Example 1 is used.
本発明の表示装置をノートパソコンに用いる。鉄道車両内で本発明の表示装置搭載したノートパソコンを用いる場合には、高透明性液晶素子に電圧を印加せずに光線透過状態にすると、透過型表示素子の視野角は液晶の表示面の法線に対して±３０°以下となり、ノートパソコン使用者の隣席の者からノートパソコンの表示内容を観察することはできない。 The display device of the present invention is used for a notebook computer. When a notebook computer equipped with the display device of the present invention is used in a railway vehicle, the viewing angle of the transmissive display element is the same as that of the liquid crystal display surface when a voltage is not applied to the highly transparent liquid crystal element and light is transmitted. It becomes ± 30 degrees or less with respect to the normal line, and the display contents of the notebook computer cannot be observed from the person next to the notebook computer user.
また、オフィスで本発明の表示装置搭載しノートパソコンを使用する場合には、高透明性液晶素子に電圧を３０Ｖ印加して、光線散乱状態にすると、透過型表示素子の視野角は液晶の表示面の法線に対して±４０°以上となり、周囲の者にも見易くすることができる。 In addition, when using a notebook computer equipped with the display device of the present invention in an office, when the voltage is applied to the highly transparent liquid crystal element and a light scattering state is applied, the viewing angle of the transmissive display element is the liquid crystal display. It becomes ± 40 ° or more with respect to the normal of the surface, and it can be easily seen by those around.
このように本発明の表示装置を搭載したノートパソコンは、表示装置の視角を制御することができるため、使用場所に応じてノートパソコンの使用者以外の者に見づらい状態や見易い状態に容易に切り替えることができる。 As described above, since the notebook personal computer equipped with the display device of the present invention can control the viewing angle of the display device, it can be easily switched to a state that is difficult to see or easy to see for anyone other than the user of the laptop computer depending on the place of use. be able to.
［例４］
指向性をもつ面状光源として図８に示す構造のサイドライト型バックライトを用いる。光源１０１からの出射光は光源リフレクター１０３により反射され、導光板１０２に入射する。
[Example 4]
A sidelight type backlight having a structure shown in FIG. 8 is used as a planar light source having directivity. Light emitted from the
導光板１０２裏面の凹凸の拡大図を図９に示す。図９において、紙面に向かって左側の傾斜θ１は１．８°であり、紙面に向かって右側の傾斜θ２は３３°である。凹凸の高さＨは３７０μｍである。導光板１０２から出射する光の強度が最大光強度の３０％以上の強度となる範囲は、導光板１０２に垂直な方向に対して±４０°以下の範囲となる。
透過型表示素子は、２．２インチのＴＦＴの液晶表示装置を用いる。
An enlarged view of the unevenness on the back surface of the
A transmissive display element uses a 2.2 inch TFT liquid crystal display device.
光線透過状態と光線散乱状態を電気的に切り替えることができる光学装置としては、カイラルネマチック液晶を用い、液晶の螺旋ピッチを調整して反射波長域を赤外領域にする。光線散乱状態としてフォーカルコニック状態を用い、光線透過状態として電圧印加のホメオトロピック状態またはプレナー状態を用いる。 As an optical device capable of electrically switching between the light transmission state and the light scattering state, chiral nematic liquid crystal is used, and the reflection wavelength region is set to the infrared region by adjusting the helical pitch of the liquid crystal. A focal conic state is used as the light scattering state, and a voltage-applied homeotropic state or planar state is used as the light transmitting state.
本発明の表示装置を携帯電話に用いる。高透明性液晶素子に電圧を印加せずに光線透過状態にすると、透過型表示素子の視野角は液晶の表示面の法線に対して±４０°以下となり、携帯電話使用者の以外の者から携帯電話の表示内容を観察することはできない。 The display device of the present invention is used for a mobile phone. When a light-transmitting state is applied to a highly transparent liquid crystal element without applying a voltage, the viewing angle of the transmissive display element is ± 40 ° or less with respect to the normal line of the liquid crystal display surface, and anyone other than a mobile phone user The contents displayed on the mobile phone cannot be observed.
１：面状光源
２：光学装置
３：透過型表示素子
４、５、６：観察者
７：光線透過状態となっている領域
８：光線散乱状態となっている領域
１０１：光源
１０２：導光板
１０３：光源リフレクター
１０４：反射板
１０５：散乱層
１０６：プリズムアレイシート
１０７：散乱層からの出射光
1: planar light source 2: optical device 3:
Claims (7)
面状光源はサイドライト方式の光源であり、表面に微細な凹凸を有する透明な導光板を備え、
面状光源は、出射光に、面状光源の光出射面に垂直な方向から所定角度傾いた方向に指向性を与え、
光学装置は光線散乱状態と光線透過状態とを電気的に可逆的に切り替えることができ、
光学装置を光線散乱状態にすることによって、表示の視野角を光学装置が光線透過状態である場合の表示の視野角より大きくすることができることを特徴とする表示装置。 An optical device is disposed between the transmissive display element and the planar light source,
The planar light source is a sidelight type light source, and includes a transparent light guide plate having fine irregularities on the surface,
Planar light sources, the emitted light, giving directivity from a direction perpendicular to the light emitting surface of the planar light source at a predetermined angle inclined direction,
The optical device can reversibly switch between a light scattering state and a light transmission state,
A display device characterized in that the viewing angle of display can be made larger than the viewing angle of the display when the optical device is in a light transmitting state by setting the optical device to a light scattering state.
面状光源は、出射光に、面状光源の光出射面に垂直な方向から所定角度傾いた方向に指向性を与え、
光学装置は光線散乱状態と光線透過状態とを電気的に可逆的に切り替えることができ、
光線透過状態における透過率が８０％以上であって、
光学装置を光線散乱状態にすることによって、表示の視野角を光学装置が光線透過状態である場合の表示の視野角より大きくすることができることを特徴とする表示装置。 An optical device is disposed between the transmissive display element and the planar light source,
Planar light sources, the emitted light, giving directivity from a direction perpendicular to the light emitting surface of the planar light source at a predetermined angle inclined direction,
The optical device can reversibly switch between a light scattering state and a light transmission state,
The transmittance in the light transmission state is 80% or more,
A display device characterized in that the viewing angle of display can be made larger than the viewing angle of the display when the optical device is in a light transmitting state by setting the optical device to a light scattering state.
並び合う２人以上の表示装置の利用者がいる場合に、
一の状態では、利用者全員が表示を見ることができ、
二の状態では、一部の利用者のみが表示を見ることができる表示装置の使用方法。 A method of using the display device according to claim 1 or 2,
If there are two or more users of the display device side by side,
In one state, all users can see the display,
In the second state, a method of using a display device in which only some users can see the display.
自動車の運転席付近に表示装置が設置され、
一の状態では、運転席および助手席の利用者が表示を見ることができ、
二の状態では、助手席の利用者のみが表示を見ることができる表示装置の使用方法。
A method of using the display device according to claim 1 or 2,
A display device is installed near the driver's seat of the car,
In one state, the driver and passenger seat users can see the display,
In the second state, the method of using the display device allows only the passenger in the passenger seat to see the display.
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