JP4778261B2 - 表示装置及び端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、特定方向に対する表示の指向性を高めた表示装置、この表示装置を備えた端末装置に関する。

近時の技術進展により、表示パネルはモニタ及びテレビ受像機等の大型の端末装置から、ノート型パーソナルコンピュータ、キャッシュディスペンサ、自動販売機等の中型の端末装置、パーソナルＴＶ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance：個人用情報端末）、携帯電話、携帯ゲーム機等の小型の端末装置にまで搭載され、様々な場所で使用されている。特に、液晶を使用した液晶表示装置は、薄型、軽量、小型、低消費電力等の利点を有するため、多くの端末装置に搭載されている。

これらの端末装置のうち、特に中小型の端末装置はその性格上、秘密保持が厳重になされた密室の中だけではなく公共の場でも使用される。このとき、プライバシー情報及び秘密情報の表示に対しては、第三者の眼に触れないような秘密保持が必要となる。特に近時、端末装置の進展に伴い、プライバシー情報及び秘密情報を表示する機会が増加しているため、覗き見防止技術への要望が強まっている。そこで、表示を視認できる角度範囲を狭くすることにより、正面等特定方向に位置する使用者のみが表示を視認でき、それ以外の方向からは覗き見をできなくした表示装置、及びこの表示装置に適用するための覗き見防止用の光学部材が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

図２２は、特許文献１に記載されている従来の覗き見防止体を示す断面図である。この覗き見防止体は、表示装置の表示面に貼付して使用するものである。図２２に示すように、この従来の覗き見防止体においては、薄い防眩層１１０１が設けられており、この防眩層１１０１の裏面には、高透光性の薄い貼着層１１１０が積層して接着されている。また、防眩層１１０１の表面にはシリコーン接着層１１２０が設けられており、このシリコーン接着層１１２０を介して、透光性の薄い透光層１１３０が一体接着して積層されている。そして、防眩層１１０１、貼着層１１１０、及び透光層１１３０は、夫々可撓性を有するシート状又はフィルム状に形成されている。貼着層１１１０における防眩層１１０１の反対側の面は、鏡面状で平滑な透光性粘着面１１１１となっており、情報表示体の液晶ディスプレイ（図示せず）の表示面に着脱自在に粘着される貼付面となっている。

防眩層１１０１は、夫々複数の透明シリコーンゴムシート１１０２と着色シリコーンゴムシート１１０３とが、防眩層１１０１の表面に平行な方向に交互に配列され、一体化されることにより形成されている。透明シリコーンゴムシート１１０２と着色シリコーンゴムシート１１０３との接合面は相互に平行になっている。透明シリコーンゴムシート１１０２及び着色シリコーンゴムシート１１０３の夫々の幅、即ち、図２２の横方向の厚さは、透明性及び平行光線透過率が（透明シリコーンゴムシート１１０２の幅／着色シリコーンゴムシート１１０３の幅）の比率で決定されることと、可視角の範囲が透明シリコーンゴムシート１１０２の屈折率及び幅並びに覗き見防止体全体の厚さにより決定されることに鑑みて選択される。特許文献１には、透明シリコーンゴムシート１１０２の幅を例えば１００乃至２００μｍ、好ましくは１２０乃至１５０μｍとし、着色シリコーンゴムシート１１０３の幅を例えば１０乃至５０μｍ、好ましくは１０乃至３０μｍとすることが記載されている。特許文献１には、透明シリコーンゴムシート１１０２及び着色シリコーンゴムシート１１０３の幅をこのような値とすれば、防眩層１１０１の平行光線透過率を約８０％以上、最大８５％以上、可視角を９０乃至１２０度とすることができると記載されている。また、特許文献１には、この覗き見防止体の厚さを、可視角の範囲、透光性、取扱性に鑑みて、０．１５乃至０．５ｍｍ程度とし、より好ましくは、小型で薄い携帯電話等の液晶ディスプレイに粘着するために、０．１５乃至０．３ｍｍ程度とすることが記載されている。

表示装置の表示面にこのような覗き見防止体を貼付することにより、覗き見防止体に対して斜め方向に方向に入射した光は、ルーバ構造をなす着色シリコーンゴムシートにより吸収されるため、覗き見防止体から出射しない。即ち、情報表示体用の覗き見防止体の防眩層１１０１が覗き見防止効果を発揮する。これにより、仮に使用者の傍らに第三者が存在する場合でも、情報表示体の液晶ディスプレイに覗き見防止体を装着すれば、表示される各種の情報を第三者が横から覗き見て読み取るのは不可能又は極めて困難になる。従って、情報表示体に表示させた情報が第三者に漏洩することがないため、情報表示体の使用者は覗き見を気にすることなく、安心して情報を把握したり、発信したりすることができる。

しかしながら、特許文献１に記載の覗き見防止体には、以下に示すような問題点がある。即ち、表示装置に特許文献１に記載の覗き見防止体を装着すると、覗き見防止体を構成する着色シリコーンゴムシートと表示装置の画素との間でモアレが顕著に発生し、表示品質が大幅に低下する。

これに対して、従来より、モアレを抑制する技術が開発されている（例えば、特許文献２参照。）。図２３は、特許文献２に記載されている従来のライトコントロールフィルムを備えたラスター表示装置を示す図であり、図２４は表示装置の表示面に対するライトコントロールフィルムの配置を示す上面図であり、図２５は、横軸に表示装置のラスターとライトコントロールフィルムのストライプのなす角度β（度）をとり、縦軸にモアレ縞のピッチｐ（ｍｍ）をとって、角度βとピッチｐとの関係を示すグラフ図である。

図２３に示すように、特許文献２に記載されているラスター表示装置３１０２は、例えば車載情報表示システムに搭載されるものであり、車載情報表示システムは、車両状態検出手段３１０１と、ピッチがａとなるように並設されたラスターを有するＣＲＴ（Cathode-Ray Tube：陰極線管）表示器等のラスター表示器３１０２と、情報表示コントローラ３１０３と、光の透過方向を制御するライトコントロールフィルム３１０４と、操作入力手段３１０６とから構成されている。ライトコントロールフィルム３１０４は、ラスター表示装置３１０２の表示面に装着されている。そして、使用者３１０５は、ライトコントロールフィルム３１０４を通してラスター表示器３１０２を視認するようになっている。

ライトコントロールフィルム３１０４は、光を透過する部分と光を遮蔽する部分とが交互に所定ピッチでストライプ状に配置され、入射した光の透過方向を制御するものである。コントロールフィルム３１０４はガラス板により補強されている。そして、コントロールフィルム３１０４はラスター表示器３１０２に対して、コントロールフィルム３１０４のストライプが延びる方向がラスター表示器のラスター方向に対して所定角度β、例えば約１０度傾斜するようにずらして配置されている。

図２４に示すように、表示器３１０２とライトコントロールフィルム３１０４を正面から見たときのラスター（直線Ａで示す）とストライプ（直線Ｂで示す）との交点によって、ピッチがｐのモアレ縞が生じる。このモアレ縞を点線Ｃで示す。この場合、ラスターのピッチをａとし、係数をｋとし、ストライプのピッチを（ａ×ｋ）とし、ラスターが延びる方向とストライプが延びる方向とのなす角度をβ（度）とすれば、角度βが比較的小さい場合は、モアレ縞のピッチｐは下記数式１によって算出できる。

図２５は上記数式１をプロットした図である。図２５に示すように、係数ｋの大小に拘らず、角度βが増加するにつれて、モアレ縞のピッチｐは減少する。モアレ縞のピッチｐをラスターのピッチａと同程度又はそれ以下にすれば、使用者から見たモアレ縞の存在感を低減することができる。このための角度βは約３度以上である。

このように、特許文献２の記載によれば、複数の画素が二次元状に周期的に配置され任意の画像が表示される画像表示器の表示面に、覗き見防止等を目的として、光を透過するストライプ状の部分と光を遮蔽するストライプ状の部分とが交互に配列され光の透過方向を制御するコントロールフィルムを装着した場合には、画像表示器の画素の配列とコントロールフィルムの光の遮蔽部分との重なりによってモアレ縞を生じる。しかし、コントロールフィルムのストライプが延びる方向を、画像表示器の画素の配列方向に対して３度以上傾斜させることにより、モアレ縞のピッチを画素の配列ピッチよりも小さくすることができ、画像に及ぼすモアレの影響をある程度低減することができる。

特開２００３−１３１２０２号公報 特許２６２２７６２号公報

しかしながら、上述の従来の技術には以下に示すような問題点がある。特許文献２に記載されているように、コントロールフィルムのストライプが延びる方向を、画像表示器の画素の配列方向に対して傾斜させることにより、モアレをある程度軽減することができる。しかし、モアレは依然として存在しており、モアレを軽減する効果は不十分である。特に、特許文献２の第３図にも記載されているように、コントロールフィルムの遮蔽部分のピッチが、表示装置の画素ピッチと近い場合には、モアレの周期が大きくなるため、コントロールフィルムを傾斜配置しても十分にモアレを軽減できない。この場合、モアレを軽減するためにコントロールフィルムの傾斜角度を大きくすると、光線の規制方向、即ち、覗き見を防止する方向も水平方向から傾斜するため、使用者に違和感を与えてしまう。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、表示の指向性を高めた表示装置において、モアレを軽減することができる表示装置、それを使用した端末装置を提供することを目的とする。

本発明に係る表示装置は、複数の画素がマトリクス状に配列された表示パネルと、光源からこの表示パネルに入射する光又はこの表示パネルから出射する光の経路に介在し前記画素の配列方向とは異なる第１の方向に沿って交互に配列された夫々複数の透明領域及び光吸収領域を備えた光線方向規制素子と、前記光源及び前記光線方向規制素子の近傍に配置されるとともに、当該光源から入射した光を前記第１の方向よりも前記表示パネルと前記光線方向規制素子とにより生じるモアレの配列方向に大きく散乱させる異方性散乱手段と、を有し、前記異方性散乱手段は、一方向に延びる複数のプリズムが相互に平行に配列された一次元配列プリズムシート、又は、一方向に延びる複数のシリンドリカルレンズが相互に平行に配列されたレンチキュラレンズであることを特徴とする。

本発明においては、光線方向規制素子が第１の方向に沿って光の方向を規制し、異方性散乱手段が光を第１の方向よりもモアレの配列方向に大きく散乱させることにより、光線方向規制素子による光線方向規制効果の損失を抑えながら、モアレをぼかすことができる。

このとき、前記異方性散乱手段による散乱が最大となる方向が、前記画素の配列方向のうちの１つの方向であることが好ましい。これにより、表示装置の表示面を構成する一辺に対し散乱効果を垂直に設定できるため、使用時の違和感を低減することができる。

又は、前記異方性散乱手段による散乱が最大となる方向が、前記第１の方向に直交する方向であることが好ましい。これにより、光線方向規制素子による光線方向規制効果の損失をより効果的に抑えることができる。

また、前記光の経路に沿って、前記表示パネル、前記光線方向規制素子及び前記異方性散乱手段がこの順に配置されていてもよい。これにより、表示パネルの使用者側にルーバが設けられ、このルーバに異方性散乱構造が形成されているため、使用者は状況に応じて異方性散乱構造付ルーバを容易に着脱できる。

又は、前記光の経路に沿って、前記表示パネル、前記異方性散乱手段及び前記光線方向規制素子がこの順に配置されていてもよい。これにより、異方性散乱手段を異方性散乱粘着層とすることができ、光線方向規制素子の表面に凹凸構造等の異方性散乱手段を設ける必要がなく、低コスト化が可能である。

又は、前記光の経路に沿って、前記光線方向規制素子、前記異方性散乱手段及び前記表示パネルがこの順に配置されていてもよい。これにより、表示パネルを最も使用者側に配置できるので、表示装置の最表面に対して表示パネルの前面に設けられた部材の厚み分だけ表示が奥に感じられる違和感を低減できる。

更に、前記異方性散乱手段は、透明基板と、この透明基板の表面に形成され一方向に延びる凸部と、を有していてもよい。又は、前記異方性散乱手段は、透明基板と、この透明基板の表面に形成され一方向に延びる凹部と、を有していてもよい。

又は、前記異方性散乱手段は、前記光線方向規制素子の表面又は前記表示パネルの表面に形成された凸部であってもよい。このとき、前記異方性散乱手段は、一方向に延びる複数のプリズムが相互に平行に配列された一次元配列プリズム構造であってもよく、一方向に延びる複数のシリンドリカルレンズが相互に平行に配列されたレンチキュラレンズ構造であってもよい。これにより、異方性散乱手段の散乱異方性を向上させることができる。又は、前記異方性散乱手段は、前記光線方向規制素子の表面又は前記表示パネルの表面に形成された凹部であってもよい。これにより、透明基板が不要となるために、表示装置の厚みを薄型化できる。また、異方性散乱手段とル光線方向規制素子又は透過型液晶パネルとが光学的に密着しているために、干渉縞の発生を防止でき、表示品質をより優れたものとすることができる。

又は、前記異方性散乱手段は、前記光線方向規制素子を前記表示パネルに貼付する異方性散乱粘着層であってもよい。又は、前記異方性散乱手段は、前記表示パネルの内部に配置されていてもよい。このとき、前記表示パネルは光学フィルムを有し、前記異方性散乱手段は前記光学フィルムを前記表示パネルの基板に固定する異方性散乱粘着層であってもよい。これにより、光線方向規制素子等の表面に異方性散乱手段を設ける必要がなく、低コスト化が可能である。

本発明に係る表示装置は、更に、前記表示パネルに入射する光の経路に介在し、入射した光を透過する状態と散乱する状態とに切替可能な透明・散乱切替素子を有していてもよい。これにより、透明・散乱切替素子を透明状態と散乱状態とに切り替えることにより、表示を視認できる範囲を可変とすることができる。このとき、特に透明状態におけるモアレを低減でき、優れた表示品質を実現できる。

このとき、前記異方性散乱手段は、前記透明・散乱切替素子を前記光線方向規制素子に貼付する異方性散乱粘着層であることが好ましい。これにより、異方性散乱素子を設ける必要がなくなり、薄型化、低コスト化が可能となる。

また、前記表示パネルが液晶パネルであってもよい。このとき、前記液晶表示パネルは、横電界モード、マルチドメイン垂直配向モード又はフィルム補償ＴＮモードの液晶表示パネルであることが好ましい。これにより、前記透明・散乱切替素子が散乱状態の際に、表示の階調反転を抑制でき、視認性を向上できる。

本発明に係る他の表示装置は、第１の方向に沿って交互に配列された夫々複数の透明領域及び光吸収領域を備えた光線方向規制素子と、光源から出射され、この光線方向規制素子から入射した光を透過する状態と散乱する状態とに切替可能な透明・散乱切替素子と、複数の画素が前記第１の方向とは異なる方向にマトリクス状に配列され前記透明・散乱切替素子から入射した光を透過させることにより画像を表示する表示パネルと、を有し、前記透明・散乱切替素子は、前記光源及び前記光線方向規制素子の近傍に配置されるとともに、前記光を透過する状態であるときに、入射した光を前記第１の方向よりも前記表示パネルと前記光線方向規制素子とにより生じるモアレの配列方向に大きく散乱させるものであることを特徴とする。

本発明に係る端末装置は、前記表示装置を有することを特徴とする。

また、前記異方性散乱手段又は前記透明・散乱切替素子による光の散乱が最大となる方向が、前記端末装置の画面の垂直方向であることが好ましい。これにより、前記端末装置を使用する際に、横方向からの覗き見を効果的に防止できる。

本発明に係る端末装置は、携帯電話、個人用情報端末、ゲーム機、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ビデオプレーヤ、ノート型パーソナルコンピュータ、キャッシュディスペンサ又は自動販売機であってもよい。

本発明によれば、表示の指向性を高めた表示装置において、モアレを軽減することができる。

以下、本発明の実施形態に係る表示装置、端末装置、光源装置及び光学部材について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態に係る表示装置、端末装置、光源装置及び光学部材について説明する。図１は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図であり、図２は図１に示す表示装置の光線方向規制素子であるルーバを示す上面図であり、図３は図１に示す表示装置の異方性散乱シートを示す上面図であり、図４はルーバの光線規制方向と異方性拡散シートの散乱方向との関係を示す上面図であり、図５は本実施形態に係る端末装置を示す斜視図である。

図１に示すように、本第１実施形態に係る表示装置２においては、光源装置１が設けられており、光源装置１の上には透過型液晶パネル７が設けられている。光源装置１においては、導光板３と、この導光板３の側面側に設けられた光源５１と、この導光板３の前面側、即ち、使用者側に配置された光線方向規制素子であるルーバ１１２と、ルーバ１１２の前面側、即ち、使用者側に配置された異方性散乱素子である異方性散乱シート６１とが設けられている。即ち、表示装置２においては、使用者に向かって、導光板３、ルーバ１１２、異方性散乱シート６１及び透過型液晶パネル７がこの順に積層されている。

なお、本明細書においては、便宜上、以下のようにＸＹＺ直交座標系を設定する。光源５１から導光板３に向かう方向を＋Ｘ方向とし、その反対方向を−Ｘ方向とする。＋Ｘ方向及び−Ｘ方向を総称してＸ軸方向という。また、導光板３の光出射面４３に平行な方向のうち、Ｘ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする。更に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向とし、このＺ軸方向のうち、導光板３からルーバ１１２に向かう方向を＋Ｚ方向とし、その反対方向を−Ｚ方向とする。＋Ｚ方向は前方、即ち、使用者に向かう方向である。そして、＋Ｙ方向は、右手座標系が成立する方向とする。即ち、人の右手の親指を＋Ｘ方向、人差指を＋Ｙ方向に向けたとき、中指は＋Ｚ方向を向くようにする。

光源５１は、＋Ｘ方向に向けて光を出射する点光源であり、一例ではＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）であり、Ｙ軸方向に沿って例えば４個設けられている。導光板３は、例えばガラス等の透明材料からなる板状の部材であり、その主面がＺ軸方向に垂直になり、−Ｘ方向側の側面に光源５１から出射された光が入射されるように配置されている。導光板３は、−Ｘ方向側の側面から入射された光をその主面間で反射させながら＋Ｘ方向に伝導しつつ、その光を光出射面４３、即ち、＋Ｚ方向側の主面から面状に略均一に出射するものである。

図２に示すように、ルーバ１１２は、例えば光を透過する透明領域１１２ａと、光を吸収する吸収領域１１２ｂとが、ルーバ１１２表面に平行な方向に交互に配置されて形成されている。ルーバ１１２の表面に垂直な方向、即ち、Ｚ軸方向から見て、透明領域１１２ａ及び吸収領域１１２ｂの形状は相互に平行な方向に延びる帯状であり、その延設方向は＋Ｘ方向から−Ｙ方向に角度αだけ傾斜した方向である。即ち、透明領域１１２ａと吸収領域１１２ｂとが交互に配列されている方向は、＋Ｙ方向から＋Ｘ方向に向かって角度αだけ傾斜した方向である。角度αは、一例では２０度に設定されている。また、吸収領域１１２ｂの配列ピッチは例えば１４０μｍに設定されている。

図３に示すように、異方性散乱シート６１の＋Ｚ方向側の表面には、異方性散乱構造６１１が形成されている。異方性散乱構造６１１は、Ｙ軸方向に延びる帯状の凸部であり、異方性散乱シート６１の表面に複数形成されている。これにより、異方性散乱シート６１の＋Ｚ方向側の表面をＸ軸方向に沿ってなぞると、多数の異方性散乱構造６１１を横断することになる。従って、この表面は、Ｘ軸方向には凹凸が多い。これに対して、この表面をＹ軸方向に沿ってなぞっても、少数の異方性散乱構造６１１しか横断しないか、又は全く横断しない。従って、この表面は、Ｙ軸方向には凹凸が少ない。

より一般的に表現すれば、異方性散乱シート６１の表面は、特定方向には凹凸が多く、この特定方向と直交する方向に対しては凹凸を少なくなっている。そして、本実施形態においては、凹凸が多い前記特定方向は、Ｘ軸方向に設定されている。

従って、図４に示すように、異方性散乱シート６１の異方性散乱構造６１１の長手方向（Ｙ軸方向）に対して、ルーバ１１２の透明領域１１２ａと吸収領域１１２ｂが交互に配列されている方向は、２０度傾斜することになる。

透過型液晶パネル７は、使用者側から見て液晶パネルの背面側に設置された光源装置１が発する光を利用して情報を表示するものであり、透過表示領域を有する画素７１（図６参照）が図１に示すＸ軸方向及びＹ軸方向にマトリクス状に多数配列されている。画素７１の配列ピッチは、一例では１５０μｍである。

図５に示すように、本実施形態に係る端末装置は携帯電話９である。この携帯電話９には、前述の表示装置２が搭載されている。そして、表示装置２のＸ軸方向が携帯電話９の画面の縦方向となり、表示装置２のＹ軸方向が携帯電話９の画面の横方向となっている。

次に、上述の如く構成された本実施形態に係る表示装置の動作について説明する。図１に示すように、光源５１が＋Ｘ方向に向けて光を出射する。この光は、導光板３の−Ｘ方向側の側面から導光板３内に入射し、導光板３中をその表面で全反射しつつ伝搬する。このとき、一部の光は導光板３の光出射面４３から出射する。この結果、導光板３の光出射面４３の全面から、面状に略均一に光が出射する。

導光板３から出射された光は、ルーバ１１２に入射する。ルーバ１１２に入射した光のうち、吸収領域１１２ｂ（図２参照）に入射した光は、吸収領域１１２ｂに吸収され、遮断される。そして、吸収領域１１２ｂに入射せずに透明領域１１２ａのみを伝搬した光が、ルーバ１１２から出射される。従って、ルーバ１１２に入射された光線のうち、＋Ｚ方向から透明領域１１２ａと吸収領域１１２ｂとが交互に配列された方向（以下、光線規制方向という）に一定の角度以上の角度で傾斜した光線は、必ず吸収領域１１２ｂに入射することになり、ルーバ１１２を透過できない。この結果、光線規制方向においては、ルーバ１１２から出射する光線の方向は、＋Ｚ方向からの傾斜角が一定角度未満の角度範囲に規制される。即ち、指向性が高められる。一方、光線規制方向に直交する方向については、このような規制は作用しないため、指向性は高められない。

ルーバ１１２から出射した光線は異方性散乱シート６１に入射する。前述の如く、異方性散乱シート６１には、Ｙ軸方向に延びる帯状の異方性散乱構造６１１（図３参照）が形成されており、異方性散乱シート６１の表面における凹凸の密度は、Ｘ軸方向に多く、Ｙ軸方向に少なくなっている。このため、異方性散乱シート６１に入射した光は、異方性散乱構造６１１によって散乱されるが、その散乱は異方性を持ち、Ｘ軸方向に大きく、Ｙ軸方向に小さくなる。

そして、異方性散乱シート６１から主としてＸ軸方向に散乱されて出射した光は、透過型液晶パネル７に入射し、この透過型液晶パネル７を透過することにより、透過型液晶パネル７が表示する画像を付加されて、表示装置２から出射する。これにより、画像を表示することができる。

以下、異方性散乱シート６１が、ルーバ１１２と透過型液晶パネル７との間で生じるはずもモアレを防止する動作について、より詳細に説明する。図６はルーバの光線規制方向と透過型液晶パネルの画素配列方向との関係を示す上面図である。前述のように、ルーバ１１２において、透明領域１１２ａ及び吸収領域１１２ｂが延びる方向は、Ｘ軸方向に対して角度αだけ傾斜しており、従って、透明領域１１２ａ及び吸収領域１１２ｂの配列方向（光線規制方向）は、Ｙ軸方向に対して角度αだけ傾斜している。角度αは例えば２０度であり、吸収領域の配列ピッチは例えば１４０μｍである。また、前述のように、表示パネル７の画素７１は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にマトリクス状に配列されており、その配列ピッチは１５０μｍに設定されている。

図６に示すように、Ｚ軸方向から見て、１個の画素７１の（＋Ｘ、−Ｙ）側の角部を点Ａとし、この点Ａを１本の吸収領域１１２ｂの中心線が通過するとしたとき、この吸収領域１１２ｂの＋Ｙ方向側の隣の吸収領域１１２ｂとこの画素７１のＹ軸方向に延びる辺との交点を点Ｂとし、この画素７１の（＋Ｘ、＋Ｙ）側の角部を点Ｃとし、点Ｂから点Ａを含む吸収領域１１２ｂの中心線に下ろした垂線の足を点Ｄとする。仮に、異方性散乱シート６を設けなければ、点Ａ及び点Ｂを結ぶ直線８はモアレが延びる方向となる。このモアレの方向とＸ軸方向とのなす角度を角度βとし、ルーバ１１２の吸収領域１１２ｂの配列ピッチをＰｖとし、画素７１の配列ピッチをＰｘとすると、直角三角形ＡＢＣの斜辺ＡＢと直角三角形ＡＢＤの斜辺ＡＢとが共通であることから、下記数式２が成立する。更に、数式２を整理すると、角度βが下記数式３のように表せる。図７は、横軸に角度αをとり、縦軸に角度βをとって、上記数式３を角度αについてプロットしたグラフ図である。なお、図７において、吸収領域のピッチＰｖは１４０μｍ、画素ピッチＰｘは１５０μｍとしている。

上記数式３に角度αとして２０度、ルーバの吸収領域のピッチＰｖとして１４０μｍ、画素ピッチＰｘとして１５０μｍを代入すると、モアレの方向（直線８が延びる方向）とＸ軸方向との間の角度βは８９度と算出される。即ち、モアレの方向はＹ軸方向に略平行になる。従って、仮に異方性散乱シート６１を設けなければ、使用者は、略Ｙ軸方向に延び略Ｘ軸方向に配列されたモアレを認識することになる。即ち、携帯電話９（図５参照）において、画面の略水平方向に延び略垂直方向に配列されたモアレを認識することになる。

このように、ルーバ１１２と表示パネル７との間で発生するモアレは、略Ｙ軸方向に延び略Ｘ軸方向に配列されている。一方、異方性散乱シート６１は、光を主としてＸ軸方向に散乱させることができる。即ち、異方性散乱シート６１による光の散乱が最大となる方向は、携帯電話９の画面の垂直方向である。この結果、モアレの配列方向において光が散乱され、モアレをぼかすことができる。また、モアレの配列方向以外の方向については、光を散乱する効果が小さいため、ルーバ１１２によって規制された光の指向性を損なうことが少ない。

なお、ルーバ１１２の光線規制方向は、異方性散乱シート６１の散乱効果が最小となるＹ軸方向から２０度傾斜しているため、ルーバ１１２による光線方向規制効果は一部損なわれる。また、ルーバ１１２の光線規制方向は、Ｙ軸方向、即ち、携帯電話９の画面の水平方向から２０度傾斜しているため、ルーバ１１２による光線規制効果は左右非対称となる。しかし、異方性散乱効果はＸ軸方向に関して対称であり、従って携帯電話９の画面において左右対称であるため、ルーバ１１２による光線規制効果の左右非対称性をある程度補うことができ、ルーバの傾斜配置に起因する違和感を低減することができる。

図６からわかるように、角度αが０度であると、モアレの配列方向がＹ軸方向となる。この場合に、異方性散乱シート６１によりモアレをぼかそうとすると、光をＹ軸方向にも散乱させる必要が生じ、ルーバ１１２による光線規制効果を打ち消してしまう。しかし、図７に示すように、角度αを０度以外の角度とすれば、即ち、ルーバ１１２の光線規制方向を透過型液晶パネル７の画素の配列方向に対して傾斜させれば、角度βが０度以外の角度となり、モアレの配列方向が光線規制方向に対して傾斜するため、異方性散乱シート６１を設けて光を異方的に散乱させることにより、光線規制効果の低下を抑制しながら、モアレをぼかすことができる。携帯電話９において効果的に除き見防止効果を得るためには、角度αを可及的に小さくしてルーバ１１２による光線規制方向をＹ軸方向に近づけることが好ましいが、図７に示すように、角度αが約２０度のときに角度βが９０度に最も近くなり、モアレの配列方向がＸ軸方向に近くなる。このため、角度αは０度より大きく２０度以下とすることが好ましく、例えば、２０度とすることが好ましい。

次に、本実施形態の効果について説明する。前述の如く、仮に異方性散乱シート６を設けなければ、ルーバ１１２と液晶パネル７との間にモアレが発生する。これに対して、本実施形態においては、ルーバ１１２の光線規制方向を液晶パネル７の画素配列方向から傾斜させることにより、モアレの配列方向をルーバ１１２の光線規制方向と異ならせる。この上で、異方性散乱シート６を設けることにより、Ｙ軸方向に沿って形成された異方性散乱構造６１１が入射された光を異方的に散乱させ、光線規制方向にはあまり散乱させずに、モアレの配列方向に大きく散乱させる。これにより、ルーバ１１２の光線規制効果を大きく損なうことなく、モアレを低減することができる。この結果、光の正面方向への指向性を高めて覗き見を防止する効果を大きく損なわずに、優れた表示品質を実現することができる。

なお、本実施形態におけるルーバの吸収領域のピッチ及び光線規制方向、液晶パネルの画素ピッチ、並びに異方性散乱シートの異方性散乱構造が延びる方向は、上記数値に限定されるものではなく、上述の如く、同様の効果を有する範囲において適宜変更することができる。即ち、吸収領域のピッチＰｖ及び液晶パネルの画素ピッチＰｘとして上記以外の値をとる場合でも、上記数式３に基づいて角度βが約９０度となるような角度αの値を算出すれば、本実施形態と同様な効果が得られる。

また、本実施形態においては、＋Ｚ方向、即ち使用者側からみて、（透過型液晶パネル−異方性散乱シート−ルーバ）の順に配置されている例を説明したが、本発明は必ずしもこの順に限定されるものではなく、同様の効果を有する範囲において適宜順序を変更して配置してもよい。この配置の例としては、上述の順序の他に、（異方性散乱シート−透過型液晶パネル−ルーバ）の順序、（異方性散乱シート−ルーバ−透過型液晶パネル）の順序、又は（ルーバ−異方性散乱シート−透過型液晶パネル）の順序等が挙げられる。但し、透過型液晶パネルを最も使用者側に配置した場合には、それ以外の場合と比較して、表示装置の最表面に対して表示パネルの前面に設けられた部材の厚み分だけ表示が奥に感じられる違和感を低減できる。

更に、本実施形態においては、異方性散乱構造６１１が異方性散乱シート６１の＋Ｚ方向側の表面に形成された凸部である例を示したが、異方性散乱構造６１１は異方性散乱シート６１の−Ｚ方向側の表面に形成されていてもよく、凸部ではなく凹部であってもよい。また、異方性散乱シートは、散乱に異方性があるものであればどのようなものでも使用できる。一例として、異方性散乱のパターンが加工された母型を準備し、ホットエンボス法若しくは２Ｐ法で型のパターンを転写したフィルムを使用してもよく、一次元のホログラムパターンが形成されたホログラフィックディフューザを使用してもよく、又は、一般的な等方性の散乱シートを延伸して異方性を持たせたものでもよい。

更にまた、本実施形態においては、表示パネルとして透過型液晶パネルを使用する例を示したが、本発明はこれに限定されず、各画素に透過領域を有するパネルであれば使用可能であり、各画素の一部に反射領域を有する半透過型液晶パネル、微透過型液晶パネル、微反射型液晶パネルも使用可能である。また、表示パネルは液晶パネルに限定されず、光源装置を使用する表示パネルであれば使用可能である。

更にまた、本実施形態においては、端末装置として携帯電話を例示したが、本発明はこれに限定されず、ＰＤＡ、パーソナルＴＶ、ゲーム機、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ及びノート型パーソナルコンピュータ等の各種の携帯端末装置に適用することができる。また、携帯端末装置のみならず、キャッシュディスペンサ、自動販売機、モニタ及びテレビジョン受像機等の各種の固定型の端末装置に適用することもできる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図８は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図であり、図９はルーバの表面に形成された異方性散乱構造を示す上面図であり、図１０はルーバと異方性散乱構造との配置関係を示す上面図である。前述の第１の実施形態においては、ルーバ及び異方性散乱手段は光源装置と透過型液晶パネルとの間に配置されている。これに対して、本第２の実施形態においては、ルーバ及び異方性散乱手段が一体形成された上で、透過型液晶パネルの使用者側に配置されている。また、ルーバにおける異方性散乱手段が形成されていない透過型液晶パネル側の面は鏡面状で平滑な粘着面に加工されており、透過型液晶パネルに光学的に密着している。更に、異方性散乱手段の長手方向は、画素の配列方向に対して傾斜している。更にまた、ルーバの吸収領域のピッチは１６０μｍに設定されている。

即ち、図８に示すように、本実施形態に係る表示装置２１においては、光源装置１１が設けられており、この光源装置１１は、導光板３と、この導光板３の側方に設けられた光源５１とを備えている。また、光源装置１１の使用者側、即ち、＋Ｚ方向側には透過型液晶パネル７が設けられている。光源５１、導光板３及び透過型液晶パネル７の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。更に、この透過型液晶パネル７の＋Ｚ方向側には光線方向規制素子であるルーバ２１２が設けられている。ルーバ２１２は例えば透過型液晶パネル７に光学的に密着している。そして、ルーバ２１２の＋Ｚ方向側の面には、異方性散乱構造６２１が直接形成されている。

図９に示すように、異方性散乱構造６２１は、＋Ｙ方向に対して＋Ｘ方向側に角度αだけ傾斜した方向に延びる帯状の凸部であり、従って、その配列方向は＋Ｘ方向に対して−Ｙ方向に角度αだけ傾斜している。これにより、ルーバ２１２の＋Ｚ方向側の表面においては、＋Ｘ方向に対して−Ｙ方向に角度αだけ傾斜した特定方向（配列方向）は凹凸が多く、この特定方向に直交する方向（異方性散乱構造６２１の長手方向）は凹凸が少なくなっている。

また、ルーバ２１２における異方性散乱構造６２１以外の構成は、前述の第１の実施形態におけるルーバ１１２と同様である。即ち、図１０に示すように、ルーバ２１２は透明領域２１２ａ及び吸収領域２１２ｂが交互に配列されたものであり、それらの配列方向、即ち、光線規制方向は、＋Ｘ方向に対して−Ｙ方向に角度αだけ傾斜している。このため、ルーバ２１２の光線規制方向と異方性散乱構造６２１の長手方向とは相互に平行となっている。角度αは例えば２０度である。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。

次に、上述の如く構成された本実施形態の表示装置の動作について説明する。図８に示すように、光源５１が光を出射すると、この光は導光板３に入射し、導光板３の光出射面４３から面状に出射する。そして、この光が、透過型液晶パネル７を透過することにより画像が付加される。次に、透過型液晶パネル７から出射した光が、ルーバ２１２に入射して、光線方向を規制されて指向性が高められる。これらの動作は、前述の第１の実施形態と同様である。そして、この光が、ルーバ２１２の＋Ｚ方向側に形成された異方性散乱構造６２１によって異方的に散乱され、表示装置２１から出射される。

以下、異方性散乱構造６２１によってモアレが解消される動作について、詳細に説明する。図１１は、ルーバ２１２の光線規制方向と透過型液晶パネル７の画素の配列方向との関係を示す上面図である。前述のように、ルーバ２１２は、光を透過する透明領域２１２ａと、光を吸収する吸収領域２１２ｂとが、＋Ｘ方向から−Ｙ方向に向かって角度αだけ傾斜した方向に沿って交互に配置されている。角度αは例えば２０度であり、吸収領域のピッチは例えば１６０μｍに設定されている。一方、前述のように、画素７１は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にマトリクス状に多数配列されており、その配列ピッチは１５０μｍに設定されている。即ち、本実施形態では、画素ピッチよりもルーバの吸収領域のピッチの方が大きい。

図６に示すように、前述の第１の実施形態では、ルーバの吸収領域のピッチが画素ピッチよりも小さいために、Ｘ軸方向に対してモアレの方向が傾斜する向きは、Ｘ軸方向に対してルーバの吸収領域を傾斜させた向きと同じであった。これに対して、図１１に示すように、本実施形態では、Ｘ軸方向に対してモアレの方向が傾斜する向きは、Ｘ軸方向に対してルーバの吸収領域を傾斜させた向きと反対の向きになる。

Ｚ軸方向から見て、１個の画素７１の（＋Ｘ、＋Ｙ）側の角部を点Ｂとし、この点Ｂを１本の吸収領域２１２ｂの中心線が通過するとしたとき、この吸収領域２１２ｂの−Ｙ方向側の隣の吸収領域１１２ｂとこの画素７１のＹ軸方向に延びる辺の延長線との交点を点Ａとし、この画素７１の（＋Ｘ、−Ｙ）側の角部を点Ｃとし、点Ｂから点Ａを含む吸収領域２１２ｂの中心線に下ろした垂線の足を点Ｄとする。仮に、異方性散乱シート６を設けなければ、点Ａ及び点Ｂを結ぶ直線８はモアレが延びる方向となる。このモアレの方向とＸ軸方向とのなす角度を角度βとし、ルーバ２１２の吸収領域２１２ｂの配列ピッチをＰｖとし、画素７１の配列ピッチをＰｘとすると、直角三角形ＡＢＣの斜辺ＡＢと直角三角形ＡＢＤの斜辺ＡＢとが共通であることから、下記数式４が成立する。そして、下記数式４を整理すると、角度βが下記数式５のように表せる。

上記数式５に角度αとして２０度、ルーバの吸収領域のピッチＰｖとして１６０μｍ、画素ピッチＰｘとして１５０μｍを代入すると、モアレのＸ軸方向からの角度βは７０度と算出される。即ち、図１１に示すように、モアレの方向は、＋Ｘ方向から＋Ｙ方向に向かって７０度傾斜している。一方、角度αは２０度であるから、吸収領域２１２ｂが延びる方向は、＋Ｘ方向から−Ｙ方向に向かって２０度傾斜している。このため、モアレの方向と吸収領域が延びる方向とのなす角度は９０度となる。また、モアレの配列方向はモアレの方向と直交する方向であるから、＋Ｘ方向から−Ｙ方向に向かって２０度傾斜した方向になる。そして、ルーバ２１２の光線規制方向は吸収領域が延びる方向と直交する方向であるから、＋Ｘ方向から＋Ｙ方向に向かって７０度傾斜した方向になる。従って、モアレの配列方向はルーバ２１２の光線規制方向と直交する。

そして、前述のように、異方性散乱構造６２１における凹凸が最大である方向、即ち、散乱が最大になる方向は、＋Ｘ方向から−Ｙ方向に向かって角度α、例えば２０度傾斜した方向である。この方向は、モアレの配列方向と等しいため、モアレをぼかす効果が最大になる。また、異方性散乱構造６２１における凹凸が最小である方向、即ち、散乱が最小になる方向は、＋Ｘ方向から＋Ｙ方向に向かって角度β、即ち７０度傾斜した方向である。この方向は、ルーバ２１２の光線規制方向と等しいため、ルーバ２１２による光線規制効果を損なう影響は最小となる。このため、ルーバの光線方向規制効果に及ぼす影響を最小に抑えつつ、最大の効率でモアレを低減することができる。

次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態においては、上述の如く、ルーバの光線方向を規制する効果を損なう影響を最小に抑えつつ、最大の効率でモアレを低減することができる。また、異方性散乱シートが不要となるために、表示装置を薄型化できる。更に、異方性散乱手段、ルーバ及び透過型液晶パネルが光学的に密着しているために、空気層による干渉縞の発生を防止でき、表示品質をより優れたものとすることができる。更にまた、表示パネルの使用者側にルーバが設けられ、このルーバに異方性散乱構造が形成されているため、使用者は状況に応じて異方性散乱構造付ルーバを容易に着脱できる。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第１の実施形態と同様である。

なお、上述の説明では、角度αが２０度、ルーバの吸収領域のピッチＰｖが１６０μｍ、画素ピッチＰｘが１５０μｍである場合について説明したが、本実施形態はこれに限定されない。ピッチＰｖ及びＰｘが任意の値をとる場合に、上記数式５に基づいて、（α＋β）の値が９０度となるような角度αを設定すれば、上述の例と同様な効果を得ることができる。

また、本実施形態においては、異方性散乱構造がルーバの使用者側の面に形成されている例を示したが、本発明はこの配置に限定されるものではない。一例では、長い繊維が配向されて塗布された異方性散乱粘着層により、ルーバが透過型液晶パネルに対して固定されていてもよく、透過型液晶パネルに異方性散乱層が内蔵されていてもよい。後者の例としては、透過型液晶パネルの光源装置側の面に異方性散乱構造が形成されていてもよく、透過型液晶パネルの偏光板等の光学シートが、異方性散乱粘着層により透過型液晶パネルのガラス基板に固定されていてもよい。このような構成によっても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。粘着層に異方性散乱を持たせた場合には、光線方向規制素子の表面に異方性散乱手段を設ける必要がなく、低コスト化が可能である。

更に、本実施形態においては、表示パネルの使用者側にルーバ及び異方性散乱構造が配置されているため、表示パネルは透過型液晶パネルに限定されず、各画素に透過領域が形成されていない反射型の液晶パネルを使用することもできる。また、液晶パネルに限定されず、バックライトを使用しない自発光型の表示パネルを使用してもよい。このような自発光型の表示パネルの例としては、有機エレクトロルミネッセンス表示パネル、プラズマ表示パネル、ＣＲＴ表示パネル、ＬＥＤ表示パネル、フィールドエミッション表示パネル、又はＰＡＬＣ（Plasma Address Liquid Crystal：プラズマ・アドレス液晶）等がある。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図１２は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図であり、図１３は図１２に示す表示装置の異方性散乱構造を示す上面図であり、図１４は図１２に示す表示装置においてルーバの光線規制方向と異方性散乱構造の散乱方向との関係を示す上面図である。本実施形態に係る表示装置は、前述の第２の表示装置と比較して、異方性散乱構造の長手方向と前述の第１の実施形態と同様にＹ軸方向とした点が異なっている。

即ち、図１２に示すように、本実施形態に係る表示装置２２においては、前述の第２の実施形態と同様に、導光板３、透過型液晶パネル７及びルーバ２１３が、＋Ｚ方向、即ち使用者側に向かってこの順に設けられている。また、導光板３の側方には光源５１が設けられている。そして、ルーバ２１３の光線規制方向は、画素の配列方向に対して傾斜しており、例えば、Ｙ軸方向に対して２０度傾斜している。また、ルーバ２１３の＋Ｚ方向側の表面には、異方性散乱構造６３１が形成されている。但し、図１３に示すように、異方性散乱構造６３１の長手方向はＹ軸方向となっている。この結果、図１４に示すように、異方性散乱構造６３１の長手方向とルーバ２１３の光線規制方向とのなす角度は、例えば２０度となる。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第２の実施形態と同様である。

本実施形態においては、前述の第１の実施形態と同様に、ルーバ２１３の光線規制方向を液晶パネル７の画素配列方向から傾斜させることにより、モアレの配列方向をルーバ２１３の光線規制方向から異ならせ、その上で、異方性散乱構造６３１が入射された光を光線規制方向にはあまり散乱させずに、モアレの配列方向に大きく散乱させることにより、ルーバによる光線規制効果を大きく損なうことなく、モアレを低減することができる。この結果、光の正面方向への指向性を高めて覗き見を防止する効果を得ながら、優れた表示品質を実現することができる。

また、異方性散乱構造６３１による異方性散乱効果はＸ軸方向に関して対称であるため、ルーバ２１３による光線規制効果の左右非対称性をある程度補償して、ルーバの傾斜配置に起因する違和感を低減することができる。

更に、前述の第２の実施形態と同様に、本実施形態においては、異方性散乱シートが設けられていないため、表示装置の厚さを低減できる。更にまた、異方性散乱手段、ルーバ及び透過型液晶パネルが光学的に密着しているために、空気層による干渉縞の発生を防止でき、表示品質をより一層向上させることができる。更にまた、表示パネルの使用者側にルーバが設けられ、このルーバに異方性散乱構造が形成されているため、使用者は状況に応じて異方性散乱構造付ルーバを容易に着脱できる。

次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図１５は本実施形態に係る表示装置を示す斜視図であり、図１６は図１５に示す表示装置の異方性散乱シートを示す斜視図である。図１５及び図１６に示すように、本第４実施形態に係る表示装置２３は、前述の第１の実施形態と比較して、異方性散乱シートが一次元のプリズムシート６４であり、異方性散乱構造が一次元配列プリズム構造６４１である点が異なっている。プリズムシート６４においては、各プリズムが延びる方向はＹ軸方向であり、従って、プリズムの配列方向はＸ軸方向である。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。

上述の如く構成された本第４実施形態においては、一次元配列プリズム構造６４１が一次元の散乱効果を奏し、その散乱効果を奏する方向がモアレを低減する方向に設定されているため、覗き見を防止する効果を大幅に損なわずにモアレを低減して優れた表示品質を実現することができる。また、前述の第１の実施形態における異方性散乱シートと比較して、プリズムの長手方向には散乱効果を持たないため、散乱が極めて高い異方性を持つ。この結果、ルーバの光線方向規制効果を損なう弊害が少ない。本実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。

次に、本第４の実施形態の変形例について説明する。図１７は、本変形例における異方性散乱シートを示す斜視図である。図１７に示すように、本変形例においては、異方性散乱シートとして、異方性散乱構造としてのシリンドリカルレンズ６５１が一次元的に配列されたレンチキュラレンズ６５が設けられている。この場合は、シリンドリカルレンズ６５１の配列方向は、散乱効果を実現したい方向とすればよい。例えば、本変形例においては、シリンドリカルレンズ６５１の配列方向は、モアレの配列方向であるＸ軸方向となっている。これにより、前述の第４の実施形態と同様な効果を得ることができる。本変形例における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第４の実施形態と同様である。

なお、前述の第４の実施形態及びその変形例においては、ルーバとは別にプリズムシート又はレンチキュラレンズを設ける例を示したが、ルーバの表面に一次元配列プリズム構造６４１を直接形成してもよく、ルーバの表面にシリンドリカルレンズ６５１を直接形成してもよい。

次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図１８は本実施形態に係る表示装置を示す断面図であり、図１９は図１８に示す表示装置における透明・散乱切替素子を示す断面図である。図１８に示すように、本実施形態の表示装置２４は、前述の第１の実施形態と比較して、異方性散乱シート６１と透過型液晶パネル７との間に透明・散乱切替素子１２２が設けられている点が異なっている。本実施形態の表示装置は、透明・散乱切替素子１２２の透明・散乱切替動作により、表示を視認できる角度範囲を狭くして覗き見を防止する狭視野角表示と、表示を視認できる角度範囲を広くして複数人で同時に鑑賞し他人と情報を共有することを可能とする広視野角表示と、が切替可能となっている。本実施形態における透明・散乱切替素子１２２以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。

即ち、本実施形態に係る表示装置２４には光源装置１４が設けられており、この光源装置１４においては、導光板３、ルーバ１１２、異方性散乱シート６１、透明・散乱切替素子１２２が＋Ｚ方向に向かってこの順に設けられており、導光板３の側方には光源５１が設けられている。また、光源装置１４の＋Ｚ方向側には透過型液晶パネル７が設けられている。

図１９に示すように、透明・散乱切替素子１２２においては、相互に離隔して且つ平行に配置された一対の透明基板１０９が設けられており、各透明基板１０９における他の透明基板１０９に対向する側の表面上の全面には、電極１１０が設けられている。そして、一対の透明基板１０９間にはＰＤＬＣ（Polymer Dispersed Liquid-Crystal：ポリマー分散液晶）層１１１が設けられている。ＰＤＬＣ層１１１は、高分子マトリクス１１１ａ中に液晶分子１１１ｂが分散されたものであり、例えば光硬化性樹脂と液晶材料との混合物を露光して硬化させることにより形成されたものである。

次に、上述の如く構成された本実施形態に係る表示装置の動作について説明する。本実施形態において、光源５１から出射した光が異方性散乱シート６１を通過するまでの動作は、前述の第１の実施形態と同様である。即ち、光源５１から出射した光は、導光板３の光出射面４３から面状に出射され、ルーバ１１２の光線規制方向において指向性を高められ、異方性散乱シート６１においてＸ軸方向に選択的に散乱される。そして、異方性散乱シート６１を出射した光は、透明・散乱切替素子１２２に入射する。

透明・散乱切替素子１２２においては、一対の電極１１０によってその間に挟まれているＰＤＬＣ層１１１に電圧を印加することにより、ＰＤＬＣ層１１１中の液晶分子１１１ｂの配向状態を変化させることができる。これにより、透明・散乱切替素子１２２は、入射された光をそのまま透過させるか又は散乱させて、透過型液晶パネル７に対して出射する。

先ず、広視野角表示を行う場合について説明する。広視野角表示の場合には、ＰＤＬＣ層１１１に電圧は印加されない。そのため、ＰＤＬＣ層１１１は、高分子マトリクス１１１ａ中に液晶分子１１１ｂがランダムに分散した状態となり、入射された光は液晶分子１１１ｂによって散乱される。従って、高指向性の光はＰＤＬＣ層１１１によって均一に散乱されて、広い角度範囲に分散される。即ち、ルーバ１１２によって指向性が高くなった光は、透明・散乱切替素子１２２によって散乱されて指向性が低下し、広角の光となる。この広範囲に広がった分布の光は、透過型液晶パネル７に入射し、画像を付加されて広角の光のまま出射する。このようにして、広視野角で画像が表示される。

次に、狭視野角表示を行う場合について説明する。狭視野角表示の場合でも、光が透明・散乱切替素子１２２に入射されるまでの動作は、広視野角表示の動作と同様である。狭視野角表示においては、ＰＤＬＣ層１１１に所定の電圧が印加される。これによりＰＤＬＣ層１１１は、高分子マトリクス１１１ａの中に分散された液晶分子１１１ｂが配向して透明状態になる。この結果、透明・散乱切替素子１２２に入射された指向性が高い光は、透明・散乱切替素子１２２をそのまま透過する。即ち、ルーバ１１２によって光線規制方向の指向性が高められた光は、高指向性を保った分布の状態で透明・散乱切替素子１２２から出射される。そして、この高指向性の光は、透過型液晶パネル７に入射して画像が付加され、高指向性のまま出射する。このようにして、狭視野角で画像が表示される。

上述の如く構成された本第５実施形態においては、異方性散乱シートによりルーバと透過型液晶表示パネルとのモアレを低減して表示品質を向上した上で、視認角度範囲が広く複数人で同時に鑑賞できる広視野角表示と、視認角度範囲が狭く使用者のみが視認できる狭視野角表示とを切り替えることができる。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第１の実施形態と同様である。

なお、本実施形態においては、透明・散乱切替素子とルーバとの間に異方性散乱シートが配置されるものとして説明したが、必ずしもこの順に限定されるものではなく、同様の効果を有する範囲において適宜順序を変更して配置してもよい。例えば、使用者側から順に、透過型液晶パネル、異方性散乱シート、透明・散乱切替素子、ルーバの順でもよい。また、異方性散乱構造は、前述の第２の実施形態のように、ルーバ又は透明・散乱切替素子の表面に形成されていてもよい。更に、ルーバと透明・散乱切替素子とが異方性散乱粘着層により固定されていてもよい。

また、本発明の光源装置と組み合わせて使用する液晶パネルは、視野角依存性が少ないものが好ましい。これは、広視野角表示時の階調反転を抑制できるためである。このような液晶パネルのモードの例としては、横電界モードではＩＰＳ（インプレイン・スイッチング）方式、ＦＦＳ(フリンジ・フィールド・スイッチング)方式、ＡＦＦＳ(アドヴァンスト・フリンジ・フィールド・スイッチング)方式等が挙げられる。また、垂直配向モードではマルチドメイン化され視野角依存性が低減されたＭＶＡ(マルチドメイン・ヴァーティカル・アライメント)方式、ＰＶＡ(パターンド・ヴァーティカル・アライメント)方式、ＡＳＶ(アドヴァンスト・スーパー・ヴイ)方式等が挙げられる。更に、フィルム補償ＴＮモードの液晶表示パネルも好適に使用することができる。

更に、透明・散乱切替素子は、ＰＤＬＣ層を備えるものに限定されず、透明状態と散乱状態とをスイッチングできる素子であれば、どのようなものでも使用できる。一例として、ポリマーネットワーク液晶（ＰＮＬＣ）を使用した素子、及びダイナミック・スキャッタリング（ＤＳ）を使用した素子を挙げることができる。また、前述のＰＤＬＣ層には、電圧を印加していないときは散乱状態であり、電圧印加時には透明状態であるものを使用している。これにより、透明・散乱素子は、入射された光を散乱する状態のときには電力を消費しないため、バックライト光源にその分の電力を割り当てられ、散乱状態時に光源装置の明るさを向上させることができる。但し、電圧を印加していないときは透明状態であり、電圧印加時には散乱状態であるＰＤＬＣ層を使用してもよい。このようなＰＤＬＣ層は、光硬化性樹脂と液晶材料との混合物に電圧を印加しながら露光して硬化させることにより得ることができる。これにより、携帯情報端末において使用頻度が高い狭視野表示時に、ＰＤＬＣ層に電圧を印加する必要がなく、電力消費を抑制することができる。また、ＰＤＬＣ層に使用する液晶分子としてコレステリック液晶又は強誘電性液晶等を用いてもよい。これらの液晶は、印加電圧をオフにしても電圧を印加していたときの配向状態を保持するメモリー性がある。このようなＰＤＬＣ層を使用することにより、消費電力を低減することが可能となる。

次に、本発明の第６の実施形態について説明する。図２０は本実施形態に係る表示装置を示す断面図である。図２０に示すように、本実施形態の表示装置２５は、前述の第５の実施形態と比較して、異方性散乱シートが設けられておらず、その替わりに透明・散乱切替素子２２２が散乱異方性を持つ点が異なっている。即ち、透明・散乱切替素子２２２は、少なくとも透明状態において、Ｙ軸方向よりもＸ軸方向への散乱が大きくなっている。このような透明・散乱切替素子２２２は、例えば、Ｙ軸方向とＸ軸方向とでポリマーと液晶との比率が異なるポリマーネットワーク液晶（ＰＮＬＣ）層によって構成することができる。又は、液晶ドロップレットがポリマー中でＹ軸方向に細長く延伸されたＰＤＬＣ層によって構成してもよい。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第５の実施形態と同様である。

次に、上述の如く構成された本実施形態に係る表示装置の動作について説明する。図２１は、横軸にＰＮＬＣ層に印加する電圧をとり、縦軸にこのＰＮＬＣ層のヘイズ（ＨＡＺＥ：曇価）をとって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向におけるＰＮＬＣ層のヘイズの電圧依存性を示すグラフ図である。図２１に示すように、ＰＮＬＣ層のヘイズは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の双方において、電圧無印加時が最も大きく、印加電圧の増加に伴って減少する。そして、全電圧範囲にわたって、ヘイズの絶対値はＸ軸方向の方がＹ軸方向よりも大きくなっている。即ち、印加電圧にかかわらず、Ｘ軸方向の方がＹ軸方向よりも散乱が大きくなっている。

本実施形態においては、透明・散乱切替素子２２２が主としてＸ軸方向に光を散乱させるため、ルーバ１１２による光線方向規制効果を大きく損なうことなく、ルーバと透過型液晶パネルの画素とにより生じるＸ軸方向に配列されたモアレをぼかすことができる。このように、本実施形態に係る表示装置は、広視野角表示と狭視野角表示とを自在に切替可能であると共に、特に狭視野角表示時に発生するモアレを低減して表示品質を向上させることができる。また、本実施形態の表示装置においては、透明・散乱切替素子が異方性散乱素子の役割を果たすために、異方性散乱シート等を設ける必要がなく、薄型化、低コスト化が可能である。

本発明は、携帯電話、ＰＤＡ、ゲーム機、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ビデオプレーヤ及びノート型パーソナルコンピュータ等の携帯端末装置の表示装置、並びにキャッシュディスペンサ、自動販売機、モニタ及びテレビジョン受像機等の固定型の端末装置の表示装置に好適に利用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 図１に示す表示装置の光線方向規制素子であるルーバを示す上面図である。 図１に示す表示装置の異方性散乱シートを示す上面図である。 ルーバの光線規制方向と異方性拡散シートの散乱方向との関係を示す上面図である。 本実施形態に係る端末装置を示す斜視図である。 本実施形態におけるルーバの光線規制方向と透過型液晶パネルの画素配列方向との関係を示す上面図である。 横軸に角度αをとり、縦軸に角度βをとって、上記数式３を角度αについてプロットしたグラフ図である。 本発明の第２の実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 ルーバの表面に形成された異方性散乱構造を示す上面図である。 ルーバと異方性散乱構造との配置関係を示す上面図である。 本実施形態におけるルーバの光線規制方向と透過型液晶パネルの画素配列方向との関係を示す上面図である。 本発明の第３の実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 図１２に示す表示装置の異方性散乱構造を示す上面図である。 図１２に示す表示装置においてルーバの光線規制方向と異方性散乱構造の散乱方向との関係を示す上面図である。 本発明の第４の実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。 図１５に示す表示装置の異方性散乱シートを示す斜視図である。 第４の実施形態の変形例における異方性散乱シートを示す斜視図である。 本発明の第５の実施形態に係る表示装置を示す断面図である。 図１８に示す表示装置における透明・散乱切替素子を示す断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る表示装置を示す断面図である。 横軸にＰＮＬＣ層に印加する電圧をとり、縦軸にこのＰＮＬＣ層のヘイズをとって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向におけるＰＮＬＣ層のヘイズの電圧依存性を示すグラフ図である。 特許文献１に記載されている従来の覗き見防止体を示す断面図である。 特許文献２に記載されている従来のライトコントロールフィルムを備えたラスター表示装置を示す図である。 表示装置の表示面に対するライトコントロールフィルムの配置を示す上面図である。 横軸に表示装置のラスターとライトコントロールフィルムのストライプのなす角度βをとり、縦軸にモアレ縞のピッチｐをとって、角度βとピッチＰとの関係を示すグラフ図である。

符号の説明

１、１１、１２、１３、１４、１５；光源装置
２、２１、２２、２３、２４、２５；表示装置
３；導光板
４３；光出射面
５１；光源
６１；異方性散乱シート
６１１、６２１、６３１；異方性散乱構造
６４；プリズムシート
６４１；一次元配列プリズム構造
６５；レンチキュラレンズ
６５１；シリンドリカルレンズ
７；透過型液晶パネル
７１；画素
９；携帯電話
１１２、２１２、２１３；ルーバ
１１２ａ、２１２ａ、２１３ａ；透明領域
１１２ｂ、２１２ｂ、２１３ｂ；吸収領域
１２２、２２２；透明・散乱切替素子
１０９；透明基板
１１０；電極
１１１；ＰＤＬＣ層
１１１ａ；高分子マトリクス
１１１ｂ；液晶分子
１１０１；防眩層
１１０２；透明シリコーンゴムシート
１１０３；着色シリコーンゴムシート
１１１０；貼着層
１１１１；透光性粘着面
１１２０；シリコーン接着層
１１３０；透光層
３１０１；車両状態検出手段
３１０２；ラスター表示器
３１０３；情報表示コントローラ
３１０４；ライトコントロールフィルム
３１０５；使用者
３１０６；操作入力手段
α、β；角度
Ｐｘ；画素の配列ピッチ
Ｐｖ；吸収領域の配列ピッチ

Claims (28)

1. 複数の画素がマトリクス状に配列された表示パネルと、光源からこの表示パネルに入射する光又はこの表示パネルから出射する光の経路に介在し前記画素の配列方向とは異なる第１の方向に沿って交互に配列された夫々複数の透明領域及び光吸収領域を備えた光線方向規制素子と、前記光源及び前記光線方向規制素子の近傍に配置されるとともに、当該光源から入射した光を前記第１の方向よりも前記表示パネルと前記光線方向規制素子とにより生じるモアレの配列方向に大きく散乱させる異方性散乱手段と、を有し、
   前記異方性散乱手段は、一方向に延びる複数のプリズムが相互に平行に配列された一次元配列プリズムシート、又は、一方向に延びる複数のシリンドリカルレンズが相互に平行に配列されたレンチキュラレンズであることを特徴とする表示装置。
2. 前記異方性散乱手段による散乱が最大となる方向が、前記画素の配列方向のうちの１つの方向であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記異方性散乱手段による散乱が最大となる方向が、前記第１の方向に直交する方向であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記光の経路に沿って、前記表示パネル、前記光線方向規制素子及び前記異方性散乱手段がこの順に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記光の経路に沿って、前記表示パネル、前記異方性散乱手段及び前記光線方向規制素子がこの順に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
6. 前記光の経路に沿って、前記光線方向規制素子、前記異方性散乱手段及び前記表示パネルがこの順に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
7. 前記光源が光を面状に出射する面状光源であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の表示装置。
8. 前記異方性散乱手段は、透明基板と、この透明基板の表面に形成され一方向に延びる凸部と、を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表示装置。
9. 前記異方性散乱手段は、透明基板と、この透明基板の表面に形成され一方向に延びる凹部と、を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表示装置。
10. 前記異方性散乱手段は、前記光線方向規制素子の表面又は前記表示パネルの表面に形成された凸部であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表示装置。
11. 前記異方性散乱手段は、一方向に延びる複数のプリズムが相互に平行に配列された一次元配列プリズム構造であることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
12. 前記異方性散乱手段は、一方向に延びる複数のシリンドリカルレンズが相互に平行に配列されたレンチキュラレンズ構造であることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
13. 前記異方性散乱手段は、前記光線方向規制素子の表面又は前記表示パネルの表面に形成された凹部であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表示装置。
14. 前記異方性散乱手段は、前記光線方向規制素子を前記表示パネルに貼付する異方性散乱粘着層であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表示装置。
15. 前記異方性散乱手段は、前記表示パネルの内部に配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表示装置。
16. 前記表示パネルは光学フィルムを有し、前記異方性散乱手段は前記光学フィルムを前記表示パネルの基板に固定する異方性散乱粘着層であることを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
17. 前記表示パネルに入射する光の経路に介在し、入射した光を透過する状態と散乱する状態とに切替可能な透明・散乱切替素子を有することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の表示装置。
18. 前記異方性散乱手段は、前記透明・散乱切替素子を前記光線方向規制素子に貼付する異方性散乱粘着層であることを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。
19. 前記表示パネルが液晶パネルであることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の表示装置。
20. 前記液晶表示パネルは、横電界モード、マルチドメイン垂直配向モード又はフィルム補償ＴＮモードの液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１９に記載の表示装置。
21. 第１の方向に沿って交互に配列された夫々複数の透明領域及び光吸収領域を備えた光線方向規制素子と、光源から出射され、この光線方向規制素子から入射した光を透過する状態と散乱する状態とに切替可能な透明・散乱切替素子と、複数の画素が前記第１の方向とは異なる方向にマトリクス状に配列され前記透明・散乱切替素子から入射した光を透過させることにより画像を表示する表示パネルと、を有し、前記透明・散乱切替素子は、前記光源及び前記光線方向規制素子の近傍に配置されるとともに、前記光を透過する状態であるときに、入射した光を前記第１の方向よりも前記表示パネルと前記光線方向規制素子とにより生じるモアレの配列方向に大きく散乱させるものであることを特徴とする表示装置。
22. 前記表示パネルが液晶パネルであることを特徴とする請求項２１に記載の表示装置。
23. 前記液晶表示パネルは、横電界モード、マルチドメイン垂直配向モード又はフィルム補償ＴＮモードの液晶表示パネルであることを特徴とする請求項２２に記載の表示装置。
24. 請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の表示装置を有することを特徴とする端末装置。
25. 前記異方性散乱手段による光の散乱が最大となる方向が、前記端末装置の画面の垂直方向であることを特徴とする請求項２４に記載の端末装置。
26. 請求項２１乃至２３のいずれか１項に記載の表示装置を有することを特徴とする端末装置。
27. 前記透明・散乱切替素子が前記光を透過する状態であるときに、前記透明・散乱切替素子による光の散乱が最大となる方向が、前記端末装置の画面の垂直方向であることを特徴とする請求項２６に記載の端末装置。
28. 携帯電話、個人用情報端末、ゲーム機、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ビデオプレーヤ、ノート型パーソナルコンピュータ、キャッシュディスペンサ又は自動販売機であることを特徴とする請求項２４乃至２７のいずれか１項に記載の端末装置。

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