显示器件和显示器件装载设备的制作方法

文档序号:2773330阅读:138来源:国知局
专利名称:显示器件和显示器件装载设备的制作方法
技术领域
本发明涉及适合具有两个显示屏幕的双面显示器的显示器件。
背景技术
近年来,许多显示媒体中,采用液晶的液晶显示器件(Liquid CrystalDisplayLCD)由于能以低耗电进行显示,付诸实用的进展最快。考虑该显示器件的显示模式和驱动方法,已提出纯矩阵和有源矩阵两种方式。随着信息进行多媒体化,要求显示器高析像度化、高对比度化、多灰度(多彩色、标准彩色)化和大视野角化,可认为用纯矩阵式难以应对。因此,提出有源矩阵式,对各个像素设置开关元件(有源元件),使可驱动的扫描电极数量增加。利用此技术,正在达到显示器的高析像度化、高对比度化、多灰度化和大视野角化。有源矩阵式液晶显示器件中,其结构为通过有源元件电连接设置成矩阵状的像素电极和通过该像素电极附近的扫描线。作为该有源元件,有2端子的非线性元件或3端子非线性元件,当前采用的有源元件的典型规范品是薄膜晶体管(Thin Film Transistor;下文称为TFT)(3端子元件)。
近年来,使用有源元件的液晶显示器件在以便携电话等为代表的移动设备中快速普及。移动设备要求在室外和室内两种环境下可视性高。已有的透射型液晶显示器件在室内使用时能取得良好的显示质量,但在外光强的室外形成显示质量极端降低的问题。正在大力开发反射型液晶显示器件中使用辅助光源(前照明式)系统和各像素设置反射部和透射部两个显示区的半透射型液晶显示器件。
便携电话等移动设备中,具有显示主信息的屏幕和显示简易信息的屏幕的两种屏幕的设备正在成为主流。显示主信息的屏幕为了显示图像等大容量数据,采用以有源矩阵式的液晶板进行显示。显示简易信息的屏幕与显示主信息的屏幕相比,其显示区小,为了显示时间等小容量数据,采用以纯矩阵式的液晶板进行显示。将上述2种液晶显示器件背靠背配置,以实现双面显示,但由于用2种液晶显示器件,存在不能薄化、不能轻化、不能低成本化等各种问题。
为了解决这点,日本国专利公开2000-193956号公报(
公开日期公元2000年7月14日)中揭示可通过组合2块反射偏振镜进行双面显示的液晶显示器件。
图15示出这种液晶显示器件110的组成。在液晶单元122的一侧配置第1反射偏振镜118,在液晶单元122的另一侧配置第2反射偏振镜142,从而形成液晶显示器件110。又在第1反射偏振镜118的外表面方,即远离液晶单元122的一侧,配置第1吸收型偏振镜114。还在液晶单元122与第2反射偏振镜142之间配置散射层138。然后,在第2反射偏振镜142的外表面方配置第2吸收型偏振镜146,在第2吸收型偏振镜146的外表面方装卸自如地配置光吸收层150。进而,在第1吸收型偏振镜114的外表面方配置往液晶单元122出射光的大致透明的导光片152。导光片152具有出射光的光源166。
第1吸收型偏振镜114的透射轴144T和吸收轴114A、第1反射偏振镜118的透射轴118T和反射轴118R、第2反射偏振镜142的透射轴142T和反射轴142R、第2吸收型偏振镜146的透射轴146T和吸收轴146A各自的方向如图15所示。
这样,暗处上形成第2反射偏振镜142反射来自光源166的光,可从导光片152的外表面方将液晶显示器件110作为反射型观看。暗处上在去除光吸收层150的状态下,又形成第2反射偏振镜142和第2吸收型偏振镜146使来自光源166的光透射,可从第2反射偏振镜142的外表面方将液晶显示器件当作透射型观看。
然而,日本国专利公开2000-193956号公报揭示的液晶显示器件110中,正面和反面的显示都用反射偏振镜进行反射型显示,因而产生以下的问题。亮处上,从第2反射偏振镜142的外表面方将液晶显示器件110当作透射型器件观看,则进行黑显示时在图15所示的状态下使从导光片152方入射到液晶单元122的线偏振光的偏振方向旋转90度,但这时从第2反射偏振镜142的外表面方入射外光,入射到液晶单元122的光就在第1反射偏振镜118反射,返回到第2反射偏振镜142的外表面方。因此黑显示为浮动状态,显示质量降低。
这样,已有的双面显示型液晶显示器件110存在亮处和暗处双方都不能良好地进行黑显示的问题。
本发明是鉴于上述已有的问题而完成的,其目的在于提供亮处和暗处上都能良好地进行黑显示的双面显示型显示器件和装载该器件的显示器件装载设备。

发明内容
为了解决上述课题,本发明的显示器件,具有控制透射光的状态的显示媒体,将从所述显示媒体往夹持所述显示媒体的两侧中的任一方的一侧作为第1侧,往另一方的一侧作为第2侧,并且从所述第1侧往所述第2侧依次配置所述显示媒体、以及使第1状态的光反射而第2状态的光透射的选择反射手段;对所述显示媒体,仅在所述所述第2侧配置所述选择反射手段。
根据上述的本发明,从第1侧入射的光通过显示媒体时,显示媒体控制该光的状态;控制成为第1状态,则选择反射手段反射成为第1状态的光,使光能返回显示器件的第1侧。因此,能实现从第1侧观看显示内容时的亮显示状态。显示媒体将光的状态控制成第2状态,则选择反射手段能使成为第2状态的光透射,从而该光穿透到显示器件的第2侧。因此,能实现从第1侧观看显示内容时的暗显示状态。
将从第1侧入射的光用于显示并从第1侧观看时的亮显示状态相当于将同样的光用于显示并从第2侧观看时的暗显示状态。将从第1侧入射的光用于显示并从第1侧观看时的暗显示状态相当于将同样的光用于显示并从第2侧观看时的亮显示状态。即,本发明的显示器件中,能在将从第1侧入射的光用于显示并从第1侧观看时,进行反射型显示,而在将从第1侧入射的光用于显示并从第2侧观看时,进行透射型显示。从第1侧入射的光可用设在显示器件的前照明和其它太阳光等任意光源来的光。
另一方面,使从第2侧入射的光为第2状态,则穿透选择反射手段,因而能利用显示媒体的控制使光穿透到第1侧,或在穿透到第1侧前被吸收。与已有技术不同,对显示媒体仅在第2侧配置选择反射手段,因而对显示媒体没有从第1侧的反射光。这时,从第2侧入射并形成第2状态的光中不包含第1状态的光,因而没有受选择反射手段反射后返回到第2侧的光。
因此,将从第1侧入射的光用于显示并从第2侧观看时的暗显示状态下,能使从第2侧入射的光反射后不返回,所以不仅暗处,而且连亮处,黑显示均良好。
结果,可提供亮处和暗处都能良好地进行黑显示的双面型显示器件。
为了解决上述课题,本发明的显示器件,所述状态是偏振状态,所述选择反射手段是使第1偏振状态的光反射而第2偏振状态的光透射的偏振光选择反射手段,从所述第1侧往所述第2侧依次配置仅使成为规定偏振状态分量的光透射的第1偏振手段、所述显示媒体、所述偏振光选择反射手段、以及吸收成为所述第1偏振状态分量的光并使所述第2偏振状态分量的光透射的第2偏振手段。
根据上述发明,第1偏振手段使从第1侧入射的光成为规定的偏振状态,例如第2偏振状态。显示媒体控制通过的该光的偏振状态;如果控制成第1偏振状态,偏振光选择反射手段就反射成为第1偏振状态的光,该光在显示媒体上再次成为所述规定偏振状态。因此,能实现从第1侧观看显示内容时的亮显示状态。显示媒体将光的状态控制成第2状态,则选择反射手段使成为第2状态的光透射,从而该光穿透到显示器件的第2侧。因此,能实现从第1侧观看显示内容时的暗显示状态。
将从第1侧入射的光用于显示并从第1侧观看时的亮显示状态相当于将同样的光用于显示并从第2侧观看时的暗显示状态。将从第1侧入射的光用于显示并从第1侧观看时的暗显示状态相当于将同样的光用于显示并从第2侧观看时的亮显示状态。即,本发明的显示器件中,能在将从第1侧入射的光用于显示并从第1侧观看时,进行反射型显示,而在将从第1侧入射的光用于显示并从第2侧观看时,进行透射型显示。从第1侧入射的光可用设在显示器件的前照明和其它太阳光等任意光源来的光。
另一方面,第2偏振手段使从第2侧入射的光成为第2偏振状态,被偏振光选择反射手段透射,因而能利用显示媒体的控制使该光在第1偏振手段透射,并穿透到第1侧,或被第1偏振手段吸收。与已有技术不同,对显示媒体仅在第2侧配置偏振光选择反射手段,因而对显示媒体没有来自第1侧的反射光。这时,从第2侧入射后穿透第2偏振手段的光由于受第2偏振手段吸收,其中不包含第1状态的光,所以没有受偏振光选择反射手段反射后返回第2侧的光。
因此,将从第1侧入射的光用于显示并从第2侧观看时的暗显示状态下,能使从第2侧入射的光反射后不返回,所以不仅暗处,而且连亮处,黑显示均良好。
结果,可提供亮处和暗处都能良好地进行黑显示的双面型显示器件。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述规定偏振状态是线偏振状态,所述第1偏振状态是第1方向线偏振状态,所述第2偏振状态是与所述第1方向正交的第2方向线偏振状态,所述显示媒体是90度双扭式液晶层。
根据上述发明,90度双扭式液晶层的显示媒体进行控制,使第1偏振手段透射的线偏振光成为第1方向线偏振光,则偏振光选择反射手段能进行反射,而控制成使第1偏振手段透射的线偏振光成为第2方向线偏振光,则偏振光选择反射手段能进行透射。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述第2偏振状态是线偏振状态,并且在所述第2偏振手段的所述第2侧配置λ/4片。
根据上述发明,从第1侧透射到第2侧的线偏振光因λ/4片而变成圆偏振光。因此,即使该光由某些反射物往第1侧反射,也再次入射到λ/4片,使其成为与上述线偏振光正交的方向的线偏振光,因而被第2偏振手段吸收。
结果,作为反射型器件从第1侧观看显示时,能在暗显示状态下,防止因反射物而返回到第1侧的光。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述状态是圆偏振状态,所述选择反射手段是使第1圆偏振状态的光反射并使旋转方向与所述第1圆偏振状态相反的第2圆偏振状态的光透射的偏振光选择反射手段,从所述第1侧往所述第2侧依次配置仅使规定方向的成为线偏振分量的光透射的第1透射轴偏振手段、第1λ/4片、所述显示媒体、所述偏振光选择反射手段、第2λ/4片、以及具有与所述第1透射轴偏振手段正交的方向的透射轴的第2透射轴偏振手段。
根据本发明,第1透射轴偏振手段使从第1侧入射的光成为规定方向的线偏振光,进而穿透第1λ/4片,成为圆偏振光。显示媒体控制通过的该光的圆偏振状态;如果控制成第1圆偏振状态,偏振光选择反射手段反射成为第1圆偏振状态的光。显示媒体再次控制该圆偏振状态,并且因第1λ/4片而成为所述规定方向的线偏振光,穿透第1透射轴偏振手段,返回到显示器件的第1侧。因此,能实现从第1侧观看显示内容时的亮显示状态。显示媒体控制成光的圆偏振状态为第2圆偏振状态,则偏振光选择反射手段使成为第2圆偏振状态的光透射。第2λ/4片使该光成为与所述规定方向正交的方向的线偏振光,在透射轴与第1透射轴偏振手段正交的第2透射轴偏振手段透射,并穿透到显示器件的第2侧。因此,能实现从第1侧观看显示内容的暗显示状态。
将从第1侧入射的光用于显示并从第1侧观看时的亮显示状态相当于将同样的光用于显示并从第2侧观看时的暗显示状态。将从第1侧入射的光用于显示并从第1侧观看时的暗显示状态相当于将同样的光用于显示并从第2侧观看时的亮显示状态。即,本发明的显示器件中,能在将从第1侧入射的光用于显示并从第1侧观看时,进行反射型显示,而在将从第1侧入射的光用于显示并从第2侧观看时,进行透射型显示。从第1侧入射的光可用设在显示器件的前照明和其它太阳光等任意光源来的光。
另一方面,透射轴与第1透射轴偏振手段正交的第2透射轴偏振手段使从第2侧入射的光成为线偏振光,该光因第2λ/4片而变成第2圆偏振状态。因此,该光在偏振光选择反射手段透射,从而利用显示媒体的控制形成旋转方向与从第1侧入射时由第1λ/4片产生的圆偏振状态相反的圆偏振状态时,因第1λ/4片而成为所述规定方向的线偏振光,所以在第1偏振手段透射,穿透到第1侧。也可利用显示媒体的控制,形成由第1λ/4片获得被第1透射轴偏振手段吸收的线偏振光的圆偏振状态。与已有技术不同,对显示媒体,仅在第2侧配置偏振光选择反射手段,因而对显示媒体没有来自第1侧的反射光。这时,从第2侧入射并且在显示媒体的金属布线上反射的光再次入射到第2λ/4片,成为与第2透射轴偏振手段的透射轴正交的方向的线偏振光,因而被第2透射轴偏振手段吸收。这里,圆偏振光不仅是全圆偏振光,而且还包含椭圆率大于或等于0.7的椭圆偏振光。线偏振光不仅是全线偏振光,而且还包含小于或等于0.3的椭圆偏振光。
因此,将第1侧入射的光用于显示并从第2侧观看时的暗显示状态下,能使从第2侧入射的光反射后不返回,所以不仅在暗处,而且连在亮处,黑显示均良好。
结果,可提供亮处和暗处都能良好地进行黑显示的双面型显示器件。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,具有吸收透射到所述第2侧后结束的光吸收体,使其可对光路进行插入和退出。
根据上述发明,作为反射型器件从第1侧观看时,通过插入光吸收体,能消除从第1侧透射到第2侧后结束的光的反射,因而能进行良好的黑显示。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,具有设在所述显示媒体的所述第1侧的第1滤色片和设在所述选择反射手段的所述第2侧的第2滤色片。
根据上述发明,作为反射型器件从第1侧观看时,光仅通过第1滤色片2次,而作为透射型从第2侧观看时,光通过第1滤色片和第2滤色片各一次,因而通过个别设定各滤色片的浓度,能分别按第1侧的反射型显示和第2侧的透射型显示适当设定亮度和彩色再现性。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,在所述显示媒体的所述第1侧具有滤色片,所述滤色片在所述显示媒体的各像素内具有多种透射率区。
在第1侧仅具有一个滤色片的情况下,作为反射型器件从第1侧观看时,亮显示状态下,光2次通过滤色片,但作为透射型器件从第2侧观看时,亮显示状态下,光仅1次通过滤色片,因而从第1侧观看时比从第2侧观看时光量小。
根据上述发明,在第1侧设置1个具有多种透射率区的滤色片,从而能适当组合并通过与产生上述光量不同的情况对应地适当组合并通过不同的透射率区,并分别按第1侧的反射型显示和第2侧的透射型显示适当设定亮度和彩色再现性。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,作为所述透射率区,具有所述第2侧进行透射型显示时对从所述第1侧到所述第2侧的透射光的非透射区中设置成在所述第1侧上对置的透射率高的高透射率区、以及设置在对所述透射光的透射区的透射率低于所述高透射率区的低透射率区。
根据上述发明,作为反射型从第1侧观看时,亮显示状态下,光2次通过低透射率区,因而亮显示状态下,与从第2侧观看仅通过1次低透射率的光的透射型相比,通过低透射率区的光量小,但反射型时能使用通过作为在透射型时对观看无贡献的区域的非透射区中在第1侧上对置的高透射率区的光,因而能分别按第1侧反射型显示和第2侧的透射型显示适当设定亮度和彩色再现性。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,在驱动所述显示媒体用的驱动线的所述第2侧具有光吸收媒体。
根据上述发明,光吸收层吸收从第2侧入射后往驱动线行进的光,因而能消除来自驱动线的反射。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,用将光的反射抑制成规定量以下的低反射材料形成驱动所述显示媒体用的驱动线。
根据上述发明,利用驱动线将从第2侧入射后往驱动线行进的光抑制成反射为规定量以下,因而能消除来自驱动线的反射的影响。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,在使所述第1侧进行反射型显示时和所述第2侧进行透射型显示时,使显示数据的亮暗翻转。
根据上述发明,在使所述第1侧进行反射型显示时和所述第2侧进行透射型显示时,能使相互的亮暗显示关系一致。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,在使所述第1侧进行反射型显示时和所述第2侧进行透射型显示时,使显示数据的左右翻转。
根据上述发明,将第1侧的显示面和第2侧的显示面中的一方左右翻转后观看另一方时,能使显示方向相互一致。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,在使所述第1侧进行反射型显示时和所述第2侧进行透射型显示时,使显示数据的上下翻转。
根据上述发明,将第1侧的显示面和第2侧的显示面中的一方上下翻转后观看另一方时,能使显示方向相互一致。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,对所述显示媒体,在所述第2侧设置光非透射区;对所述非透射区,在所述第2侧配置所述选择反射手段;在所述非透射区的至少一部分与所述显示媒体之间,设置从第1侧往第2侧通过所述显示媒体的光的反射手段。
根据上述发明,对所述显示媒体,在所述第2侧设置光非透射区;对所述非透射区,在所述第2侧配置所述选择反射手段,同时还在所述非透射区的至少一部分与所述显示媒体之间,配备从第1侧往第2侧通过所述显示媒体的光的反射手段,从而使从第1侧往第2侧通过显示媒体的光反射。因此,从第1侧观看反射型显示时,能用反射手段使因非透射区遮蔽而不到达选择反射手段的光反射,可确保显示明亮。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述状态是偏振状态,所述选择反射手段是使第1偏振状态的光反射而第2偏振状态的光透射的偏振光选择反射手段,从所述第1侧往所述第2侧依次配置仅使成为规定偏振状态分量的光透射的第1偏振手段、所述显示媒体、所述偏振光选择反射手段、以及吸收成为所述第1偏振状态分量的光并使所述第2偏振状态分量的光透射的第2偏振手段,并且具有夹持所述显示媒体的一对透明衬底,将所述偏振光选择反射手段相对于所述一对透明衬底中处在所述第2侧的透明衬底配置在所述第2侧,在所述显示媒体与处在所述第2侧的所述透明衬底之间设置所述非透射区。
根据上述发明,通过对一对透明衬底中处在第2侧的透明衬底,在第2侧配置偏振光选择反射手段,与将偏振光选择反射手段配置在一对透明衬底内侧相比,产品可靠性提高,同时还能进行有利的制造工序。在显示媒体与处在第2侧的透明衬底之间设置光的非透射区,但又配置上述偏振光选择反射手段,又利用反射手段使从第1侧往第2侧通过显示媒体的光反射。因此,从第1侧观看反射型显示时,能用反射手段使因非透射区遮蔽而不到达选择反射手段的光反射,可确保显示明亮。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述显示媒体在从所述第1侧观看时的亮显示状态下,从所述第1偏振手段的所述第1侧入射后在所述反射手段被反射的光和从所述第1偏振手段的所述第1侧入射后在所述偏振光选择反射手段被反射的光,再次穿透所述第1偏振手段;在从所述第1侧观看时的暗显示状态下,从所述第1偏振手段的所述第1侧入射后在所述反射手段被反射的光和从所述第1偏振手段的所述第1侧入射后朝向所述偏振光选择反射手段的光,不再次穿透所述第1偏振手段。
根据上述发明,在从第1侧观看时的亮显示状态下,显示媒体控制通过的光的偏振状态,使第1偏振手段的从第1侧入射后在反射手段上反射的光和第1偏振手段的从第1侧入射后在偏振光选择反射手段上反射的光再次穿透第1偏振手段,因而有利于反射手段反射的光和偏振光选择反射手段反射的光同时进行明亮的显示。因此,能确保反射型显示的亮度。
在从第1侧观看时的暗显示状态下,显示媒体控制通过的光的偏振状态,使第1偏振手段的从第1侧入射后在反射手段上反射的光和第1偏振手段的从第1侧入射后在偏振光选择反射手段上反射的光不再次穿透第1偏振手段,因而有利于反射手段反射的光和偏振光选择反射手段反射的光同时进行黑显示。因此,能实现暗显示状态,不存在问题。
本发明显示器件,为了解决上述课题,所述第1偏振状态是第1方向线偏振状态,所述第2偏振状态是与所述第1方向正交的第2方向线偏振状态,所述规定偏振状态是第1偏振状态;所述显示媒体对从所述第1侧透射所述第1偏振手段的光,在亮显示状态下,大致不使偏振状态变化,而在暗显示状态下,控制通过的光的偏振状态,使固定在与所述透明衬底平行的面内的偏振光正交轴的各分量之间的相位差在所述第1偏振状态时位零,在从所述第1偏振手段往所述反射手段的光的通过结束点为大致π/2,同时还在从所述反射手段往所述第1偏振手段的个的通过结束点为大致π,从所述第1偏振手段往所述偏振光选择反射手段的光的结束点为大致π。
根据上述发明,从第1侧穿透所述第1偏振手段的光成为第1方向线偏振光,在亮显示状态下,显示媒体大致不使该光变化,因而将到达偏振光选择反射手段的光反射,与反射手段反射的光合在一起,再次穿透第1偏振手段。
暗显示状态下,显示媒体进行控制,使固定在与所述透明衬底平行的面内的偏振光正交轴的各分量之间的相位差在所述第1偏振状态时位零,在从所述第1偏振手段往所述反射手段的光的通过结束点为大致π/2,因而光变成圆偏振光,到达反射手段。反射手段反射的光变成偏振旋转方向与上述圆偏振光相反的反圆偏振光,因而显示媒体进行控制,使从反射手段往所述第1偏振手段的光的通过结束点上形成大致π,从而变成与第1方向正交的第2方向线偏振状态(即第2偏振状态)后到达第1偏振手段,并且不穿透第1偏振手段。显示媒体又进行控制,使上述相位差在从第1偏振手段往偏振光选择反射手段的光的通过结束点上为大致π,因而光变成第2偏振状态后到达偏振光选择手段,并且穿透偏振光选择手段。
这样,在反射型的亮显示状态下,能确保显示亮度,同时还能实现暗显示状态,不存在问题。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,处在所述第1偏振手段与所述反射手段之间的所述显示媒体和处在所述第1偏振手段与不同所述反射手段对置的所述偏振光选择反射手段之间的显示媒体在连接所述第1侧与所述第2侧的方向看的厚度比为大致1比2。
根据上述发明,所述第1偏振手段与所述反射手段之间和所述第1偏振手段与不同所述反射手段对置的所述偏振光选择反射手段之间,显示媒体在连接所述第1侧与所述第2侧的方向看的厚度比为大致1比2,因而使2个区域的显示媒体保持ECB液晶那样的相同种类不变,仅用不同的厚度就能实现考虑2个区域中往返的光的偏振状态控制。上述比率为大致1比2较理想,然而为等于或大于3比10、小于或等于7比10,则能谋求2个区中的光的光路长度匹配,提高光的利用效率,因而能实现显示质量的提高。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述显示媒体在显示的常规状态下,所述偏振光选择反射手段使从第1侧到达的光大部分透射,所述第1偏振手段吸收从所述反射手段反射后到达的大部分光,所述第2偏振手段使从所述第1侧到达的光大部分透射;在显示的最大驱动状态下,所述偏振光选择反射手段使从所述第1侧到达的光大部分反射,所述的1偏振手段使从所述反射手段反射后到达的光大部分透射。
根据上述发明,在对液晶不施加电压时和施加低电压时等那样,显示常规状态下,偏振光选择反射手段使从第1侧到达的光大部分透射,第1偏振手段使从所述反射手段反射后到达的光大部分吸收,并且第2偏振手段使从第1侧到达的光大部分透射。又在对液晶施加足够高的电压时等那样,显示驱动状态下,偏振光选择反射手段使从第1侧到达的光大部分反射,等1偏振手段使从反射手段反射后到达的光大部分透射。
因此,从第1侧观看反射型显示时形成常黑,从第2侧观看透射型显示时形成常白,因而驱动状态下进行透射型中的黑显示,使透射型中进行的黑显示良好,不依赖于制造工序,从而能使对比度提高。
反射型显示中,在使用反射手段的区域和使用偏振光选择反射手段的区域同时以常规状态进行黑显示,并且同时以驱动状态进行白显示。因此,即使1个像素中包含2个区域,也能在像素的2个区域使黑显示和白显示一致,可实现良好的显示。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述显示媒体的显示区至少划分成进行使从所述第1侧入射到所述显示媒体的光对所述显示媒体透射到第2侧的透射运作和使从所述第1侧入射到所述显示媒体的光对所述显示媒体反射到第2侧的反射运作的第1区、以及进行将从所述第1侧通过所述显示媒体的光反射到第1侧的反射运作的第2区,对所述显示媒体在所述第2侧配置从所述第1侧往所述第2侧通过所述显示媒体的光的反射手段,所述第2区由所述反射手段进行所述第2区的反射运作;可完成利用控制所述第2状态使所述选择反射手段透射而形成的所述第1区的透射运作将从所述第1侧入射到所述第1区的光用于对所述显示媒体的所述第2侧上的显示的透射型显示、利用控制所述第1状态使所述选择反射手段反射而形成的所述第1区的反射运作将从所述第1侧入射到所述第1区的光用于对所述显示媒体的所述第1侧上的显示的第1反射型显示、以及利用所述第2区的反射运作将从所述第1侧入射到所述第1区的光用于对所述显示媒体的所述第1侧上的显示的第2反射型显示。
根据上述发明,能从第2侧观看显示器件时进行使用第1区的透射型显示,从第1侧观看显示器件时进行使用第1区和第2区的反射型显示。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述第1反射型显示中,将从所述第1侧入射到第1区的光控制成所述第1状态,由所述选择反射手段使其反射,形成亮显示状态,并且将从所述第1侧入射到第1区的光控制成所述第2状态,使其穿透所述选择反射手段,形成暗显示;所述第2反射型显示中,通过使所述反射手段反射的光到达对所述显示媒体的第1侧的观看者,形成亮显示,并且通过使所述反射手段反射的光不到达对所述显示媒体的第1侧的观看者,形成暗显示;所述第1反射型显示和所述第2反射型显示中,亮显示状态和暗显示状态分别一致。
根据上述发明,第1反射型显示和第2反射型显示中,亮显示状态和暗显示状态分别一致,因而将它们合在一起的显示良好,不会相互抵消。又通过在第2区设置显示器件中形成的光的非透射区,能使从第1侧观看的反射型显示的光利用效率提高以使用第1区的第1反射型显示和使用第2区的第2反射型显示两者进行显示的份额。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述透射型显示中,将从所述第1侧入射到第1区的光控制成所述第1状态,由所述选择反射手段使其反射,形成暗显示状态,并且将从所述第1侧入射到第1区的光控制成所述第2状态,使其穿透所述选择反射手段,形成亮显示。
根据上述发明,作为从第1侧观看从第2侧看的透射型显示的亮显示状态的反射型显示,能使从第2侧看的透射型显示的暗显示状态为从第1侧看的反射型显示的亮显示状态。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,对所述显示媒体在所述第1侧配置仅使成为规定偏振状态分量的光透射的第1偏振手段。
根据上述发明,能进行高对比度的显示。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述规定偏振状态是线偏振状态,所述第1偏振状态是第1方向线偏振状态,所述第2偏振状态是与所述第1方向正交的第2方向线偏振状态,所述第1偏振手段的透射轴与所述偏振光选择反射手段的透射轴正交,在对所述显示媒体施加驱动电压中的最低电压时,从所述第1侧入射到所述第1区的光在所述偏振光选择反射手段上形成具有与所述偏振光选择反射手段的透射轴平行的长轴的椭圆偏振光或线偏振光,并且从所述第1侧入射到所述第2区的光在所述反射手段上形成椭圆偏振光或圆偏振光。
根据上述发明,使用第1区和第2区两者的反射型显示中,即使用第1反射型显示和第2反射型显示两者的反射型显示中,能使两者的黑显示高精度地一致,从而使黑显示良好。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述规定偏振状态是线偏振状态,所述第1偏振状态是第1方向线偏振状态,所述第2偏振状态是与所述第1方向正交的第2方向线偏振状态,所述第1偏振手段的透射轴与所述偏振光选择反射手段的透射轴正交,在对所述显示媒体施加驱动电压中的最高电压时,从所述第1侧入射到所述第1区的光在所述偏振光选择反射手段上形成具有与所述偏振光选择反射手段的透射轴平行的长轴的椭圆偏振光或线偏振光,并且从所述第1侧入射到所述第2区的光在所述反射手段上形成椭圆偏振光或圆偏振光。
根据上述发明,使用第1区和第2区两者的反射型显示中,即使用第1反射型显示和第2反射型显示两者的反射型显示中,能使两者的黑显示高精度地一致,从而使黑显示良好。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述偏振光选择反射手段上的所述椭圆偏振光和所述线偏振光是椭圆率小于或等于0.3的椭圆偏振光,所述反射手段上的所述椭圆偏振光和圆偏振光是椭圆率大于或等于0.7的椭圆偏振光。
根据上述发明,第1反射型显示和第2反射型显示中,能分别使黑显示时反射后的光对第1偏振手段大部分不返回第1侧。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述偏振光选择反射手段上的所述椭圆偏振光和所述线偏振光的椭圆率小于或等于0.22。
根据上述发明,能使黑显示时反射后的光对第1偏振手段不返回第1侧。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述反射手段上的所述椭圆偏振光和所述圆偏振光的椭圆率大于或等于0.78。
根据上述发明,能使黑显示时反射后的光对第1偏振手段不返回第1侧。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,对所述显示媒体至少在所述第1侧配置光学补偿元件。
根据上述发明,便于形成偏振状态控制,用于使黑显示时反射后的光对第1偏振手段大部分不返回第1侧。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,对所述显示媒体在所述第2侧配置具有光程差的光学补偿元件。
根据上述发明,透射型显示中,能利用处在第2侧的光学补偿元件,结合处在第1侧的光学补偿元件的偏振状态控制,进行偏振状态控制。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述光学补偿手段由多个光学补偿元件组成。
根据上述发明,能在可见光区的广大范围取得希望的偏振状态。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述第2区的所述显示媒体是光程差大于或等于150nm、小于或等于340nm的90度双扭式向列相液晶层。
根据上述发明,显示媒体使用90度双扭式向列相液晶层的情况下,反射型显示时的黑显示中,能在反射手段上取得椭圆率大于或等于0.7的椭圆偏振光。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述第1区的所述显示媒体是光程差大于或等于400nm的90度双扭式向列相液晶层。
根据上述发明,在显示媒体使用90度双扭式向列相液晶层的情况下,能使透射型显示时加大液晶层透射率。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,在所述第1偏振手段与所述显示媒体之间配置具有光程差的第1光学补偿手段,在所述显示媒体与所述偏振光选择反射手段之间配置具有光程差的光学补偿元件,对所述偏振光选择反射手段在所述的2侧配置吸收成为所述第1偏振状态分量的光并且使成为所述第2偏振状态的光透射的第2偏振手段,所述显示媒体是大致平行取向的液晶层,所述第1偏振手段的透射轴与所述第2偏振手段的透射轴具有大致正交的关系,液晶分子的导向轴与所述第1光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,不施加电压的状态的所述第2区的所述液晶层的光程差R r的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值满足-175nm≤(Rr-R1)≤-105nm,液晶分子的导向轴与所述第2光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,不施加电压的状态的所述第1区的所述液晶层的光程差Rt的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值和所述第2光学补偿手段的光程差R2的值满足190nm≤(Rr-R1+R2)≤30nm。
根据上述发明,反射型显示中取得大于或等于8%的反射率和大于或等于5的对比率,透射型显示中取得大于或等于8%的反射率和大于或等于10的对比率。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,在所述第1偏振手段与所述显示媒体之间配置具有光程差的第1光学补偿手段,在所述显示媒体与所述偏振光选择反射手段之间配置具有光程差的第2光学补偿元件,对所述偏振光选择反射手段在所述的2侧配置吸收成为所述第1偏振状态分量的光并且使成为所述第2偏振状态的光透射的第2偏振手段,所述显示媒体是大致平行取向的液晶层,所述第1偏振手段的透射轴与所述第2偏振手段的透射轴具有大致正交的关系,液晶分子的导向轴与所述第1光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加驱动电压中最高电压的状态的所述第2区的所述液晶层的光程差Rr的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值满足-175nm≤(Rr-R1)≤-105nm,液晶分子的导向轴与所述第2光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加驱动电压中最高电压的状态的所述第1区的所述液晶层的光程差Rt的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值和所述第2光学补偿手段的光程差R2的值满足190nm≤(Rr-R1+R2)≤30nm。
根据上述发明,反射型显示中取得大于或等于8%的反射率和大于或等于5的对比率,透射型显示中取得大于或等于8%的反射率和大于或等于10的对比率。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,在所述第1偏振手段与所述显示媒体之间配置具有光程差的第1光学补偿手段,在所述显示媒体与所述偏振光选择反射手段之间配置具有光程差的第2光学补偿元件,对所述偏振光选择反射手段在所述的2侧配置吸收成为所述第1偏振状态分量的光并且使成为所述第2偏振状态的光透射的第2偏振手段,所述显示媒体是大致平行取向的液晶层,所述第1偏振手段的透射轴与所述第2偏振手段的透射轴具有大致平行的关系,液晶分子的导向轴与所述第1光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,不施加电压的状态的所述第2区的所述液晶层的光程差Rr的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值满足-175nm≤(Rr-R1)≤-105nm,不施加电压的状态的所述第1区的所述液晶层的光程差R t的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值和所述第2光学补偿手段的光程差R2的值在液晶分子的导向轴与所述第2光学补偿手段的滞后轴具有大致平行的关系时满足25nm≤(Rr-R1+R2)≤50nm,或液晶分子的导向轴与所述第2光学补偿元件的滞后轴具有大致正交的关系时满足-50nm≤(Rr-R1-R2)≤25nm。
根据上述发明,反射型显示中取得大于或等于8%的反射率和大于或等于5的对比率,透射型显示中取得大于或等于8%的反射率和大于或等于10的对比率。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,在所述第1偏振手段与所述显示媒体之间配置具有光程差的第1光学补偿手段,在所述显示媒体与所述偏振光选择反射手段之间配置具有光程差的第2光学补偿元件,对所述偏振光选择反射手段在所述的2侧配置吸收成为所述第1偏振状态分量的光并且使成为所述第2偏振状态的光透射的第2偏振手段,所述显示媒体是大致平行取向的液晶层,所述第1偏振手段的透射轴与所述第2偏振手段的透射轴具有大致平行的关系,液晶分子的导向轴与所述第1光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加驱动电压中最高电压的状态的所述第2区的所述液晶层的光程差Rr的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值满足-175nm≤(Rr-R1)≤-105nm,施加所述最高电压的状态的所述第1区的所述液晶层的光程差Rt的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值和所述第2光学补偿手段的光程差R2的值在液晶分子的导向轴与所述第2光学补偿手段的滞后轴具有大致平行的关系时满足25nm≤(Rr-R1+R2)≤50nm,或液晶分子的导向轴与所述第2光学补偿元件的滞后轴具有大致正交的关系时满足-50nm≤(Rr-R1-R2)≤25nm。
根据上述发明,反射型显示中取得大于或等于8%的反射率和大于或等于5的对比率,透射型显示中取得大于或等于8%的反射率和大于或等于10的对比率。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,在所述第1偏振手段与所述显示媒体之间配置具有光程差的第1光学补偿手段,在所述显示媒体与所述偏振光选择反射手段之间配置具有光程差的第2光学补偿元件,对所述偏振光选择反射手段在所述的2侧配置吸收成为所述第1偏振状态分量的光并且使成为所述第2偏振状态的光透射的第2偏振手段,所述显示媒体是大致平行取向的液晶层,所述第1偏振手段的透射轴与所述第2偏振手段的透射轴具有大致正交的关系,液晶分子的导向轴与所述第1光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,不施加电压的状态的所述第2区的所述液晶层的光程差Rr的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值满足100nm≤(Rr-R1)≤170nm,液晶分子的导向轴与第2光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,不施加电压的状态的所述第1区的所述液晶层的光程差Rt的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值和所述第2光学补偿手段的光程差R2的值满足190nm≤(Rr-R1-R2)≤300nm。
根据上述发明,反射型显示中取得大于或等于8%的反射率和大于或等于5的对比率,透射型显示中取得大于或等于8%的反射率和大于或等于10的对比率。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,在所述第1偏振手段与所述显示媒体之间配置具有光程差的第1光学补偿手段,在所述显示媒体与所述偏振光选择反射手段之间配置具有光程差的第2光学补偿元件,对所述偏振光选择反射手段在所述的2侧配置吸收成为所述第1偏振状态分量的光并且使成为所述第2偏振状态的光透射的第2偏振手段,所述显示媒体是大致平行取向的液晶层,所述第1偏振手段的透射轴与所述第2偏振手段的透射轴具有大致正交的关系,液晶分子的导向轴与所述第1光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加驱动电压中最高电压的状态的所述第2区的所述液晶层的光程差Rr的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值满足100nm≤(Rr-R1)≤170nm,液晶分子的导向轴与第2光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加所述最高电压的状态的所述第1区的所述液晶层的光程差Rt的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值和所述第2光学补偿手段的光程差R2的值满足190nm≤(Rr-R1-R2)≤300nm。
根据上述发明,反射型显示中取得大于或等于8%的反射率和大于或等于5的对比率,透射型显示中取得大于或等于8%的反射率和大于或等于10的对比率。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,在所述第1偏振手段与所述显示媒体之间配置具有光程差的第1光学补偿手段,在所述显示媒体与所述偏振光选择反射手段之间配置具有光程差的第2光学补偿元件,对所述偏振光选择反射手段在所述的2侧配置吸收成为所述第1偏振状态分量的光并且使成为所述第2偏振状态的光透射的第2偏振手段,所述显示媒体是大致平行取向的液晶层,所述第1偏振手段的透射轴与所述第2偏振手段的透射轴具有大致平行的关系,液晶分子的导向轴与所述第1光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,不施加电压的状态的所述第2区的所述液晶层的光程差Rr的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值满足100nm≤(Rr-R1)≤170nm,液晶分子的导向轴与第2光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,不施加电压的状态的所述第1区的所述液晶层的光程差Rt的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值和所述第2光学补偿手段的光程差R2的值满足-50nm≤(Rr-R1-R2)≤50nm。
根据上述发明,反射型显示中取得大于或等于8%的反射率和大于或等于5的对比率,透射型显示中取得大于或等于8%的反射率和大于或等于10的对比率。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,在所述第1偏振手段与所述显示媒体之间配置具有光程差的第1光学补偿手段,在所述显示媒体与所述偏振光选择反射手段之间配置具有光程差的第2光学补偿元件,对所述偏振光选择反射手段在所述的2侧配置吸收成为所述第1偏振状态分量的光并且使成为所述第2偏振状态的光透射的第2偏振手段,所述显示媒体是大致平行取向的液晶层,所述第1偏振手段的透射轴与所述第2偏振手段的透射轴具有大致平行的关系,液晶分子的导向轴与所述第1光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加驱动电压中最高电压的状态的所述第2区的所述液晶层的光程差Rr的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值满足100nm≤(Rr-R1)≤170nm,液晶分子的导向轴与第2光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加所述最高电压的状态的所述第1区的所述液晶层的光程差Rt的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值和所述第2光学补偿手段的光程差R2的值满足-50nm≤(Rr-R1-R2)≤50nm。
根据上述发明,反射型显示中取得大于或等于8%的反射率和大于或等于5的对比率,透射型显示中取得大于或等于8%的反射率和大于或等于10的对比率。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,对所述显示媒体在所述第1侧配置具有光散射功能的光散射手段。
根据上述发明,透射型显示中能避免环境光从显示器件的第1侧入射时看到环境光造成的图案重叠。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述显示器件的总散发度为大于或等于50、小于或等于95。
根据上述发明,环境光造成的图案重叠和对比率减小都能得到抑制。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述第1偏振手段的透射轴的方向与使用所述显示器件时的器件姿势的水平方向一致。
根据上述发明,能结合电场在水平方向振动的偏振光分量多的环境提高光的利用效率。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,具有可在所述显示器件的所述第1侧和所述第2侧的至少一方对所述显示器件的规定入射出射光按规定那样切换行进状态的光调制手段。
根据上述发明,通过利用光调制手段切换对显示器件进行入射出射的光的行进状态,能避免光保持原样行进时对显示器件在观看者的相反侧读取显示的问题和不适合显示的问题。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述光调制手段对所述入射出射光中从所述显示器件往外部的方向上行进的光切换对所述光调制手段形成透射状态的所述行进状态和对所述光调制手段形成散射状态的所述行进状态。
根据上述发明,通过切换成形成散射状态的行进状态,可使观看者的相反侧不能对显示器件读取显示。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,配置将所述显示器件的显示用的光作为所述入射出射光中的入射光进行照射的光照射手段,所述光调制手段相对于所述光照射手段配置在所述显示媒体方,在成为所述散射状态的行进状态下,使所述光照射手段照射的光对所述光调制手段形成散射状态。
根据上述发明,在用光照射手段照射的光进行透射型显示时,切换成形成散射状态的行进状态,从看使观看者的相反侧不能对显示器件读取显示。而且,由于光调制手段使该行进状态下光照射手段照射的光成为散射状态后用作对显示器件输入的光,即使在光照射手段照射的光存在浓淡不均匀时也能防止显示性能降低。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述光调制手段对所述入射出射光中从所述显示器件往外部的方向上行进的光切换对所述光调制手段形成透射状态的所述行进状态和对所述光调制手段形成反射状态的所述行进状态。
根据上述发明,通过切换成形成反射状态的行进状态,可使观看者的相反侧不能对显示器件读取显示。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述光调制手段切换具有互相正交关系的2个偏振状态的光的双方对所述光调制手段形成透射状态的所述行进状态和所述2个偏振状态的光的一方对所述光调制手段形成反射状态而另一方对所述光调制手段形成透射状态的所述行进状态。
根据上述发明,通过使入射出射光中从所述显示器件往外部的方向上行进的光为2个偏振状态的光的所述一方,在所述一方为反射状态、另一方为透射状态的行进状态下,可使观看者的相反侧不能对显示器件读取显示。而且,该行进状态下,入射出射光中在从外部往显示期间的方向上行进的光中,2个偏振状态的光的所述一方为反射状态,因而即使利用该反射光,也可使观看者的相反侧不能对显示器件读取显示。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述光调制手段对所述入射出射光中从所述显示器件往外部的方向上行进的光切换在所述光调制手段内设定不改变行进方向的光路的所述行进状态和在所述光调制手段内设定使行进方向弯曲的光路的所述行进状态。
根据上述发明,通过切换成光调制手段内设定使行进方向弯曲的光路的行进状态,可使观看者的相反侧不能对显示器件读取显示。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,所述光调制手段对所述入射出射光中从所述显示器件往外部的方向上行进的光切换对所述光调制手段形成透射状态的所述行进状态和对所述光调制手段形成吸收状态的所述行进状态。
根据上述发明,通过切换成形成吸收状态的行进状态,可使观看者的相反侧不能对显示器件读取显示。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,配置照射所述显示器件的显示用的光的光照射手段,并且所述光调制手段兼作所述光照射手段的防护盖。
根据上述发明,不需要另行设置防护盖,因此能进行光照射手段的防尘防污,而不增加显示器件总厚度。
本发明的显示器件,为了解决上述课题,与将所述显示器件的所述第1侧上的显示屏幕和所述显示器件的所述第2侧上的显示屏幕中的哪一个当作使用屏幕联动地切换所述行进状态。
根据上述发明,选择使用的显示屏幕,则与其结合地进行光调制手段的切换动作,因而不需要指示切换动作的操作。
本发明的显示器件装载设备,为了解决上述课题,装载任一种上述的显示器件,并且可折叠成所述显示器件的所述第1侧的显示面朝外,同时还使所述第2侧的显示面朝内。
根据上述发明,可在折叠的状态下,在第1侧的显示面进行利用选择反射手段的反射的显示,并从外部观看,又能在打开的状态下,在第2侧的显示面进行利用选择反射手段的透射的显示,并进行观看。
本发明的显示器件装载设备,为了解决上述课题,折叠状态下与所述显示器件的所述第2侧显示面对置的构件采用进行光吸收的构件。
根据上述发明,在折叠的状态下观看第1侧的显示面时,用与第2侧的显示面对置的构件进行光吸收,因而能使光从第2侧通过显示器件而不到达第1侧,可防止暗显示浮现白。
本发明的显示器件装载设备,为了解决上述课题,具有指示使所述显示器件的所述第1侧上的显示与所述第2侧上的显示相互翻转的操作按键。
根据上述发明,在第1侧的显示与第2侧的显示是相互翻转的显示时,能获得利用操作按键由操作按键分别切换到第1侧上的显示观看和第2侧上的显示观看的适当显示状态。
本发明的显示器件装载设备,为了解决上述课题,所述操作按键是与折叠的开关动作联动地自动进行操作并指示所述显示翻转的自动操作按键。
根据上述发明,在第1侧与第2侧之间切换以打开状态和闭合状态观看的显示时,能获得由自动操作按键分别自动切换的适当显示状态。
本发明的显示器件装载设备,为了解决上述课题,装载权利要求1、2、3、4、15、21或46中所述的显示器件,并且具有可配置成与所述显示器件的所述第2侧的显示面对置并进行光吸收的构件。
根据上述发明,观看第1侧的显示面时,通过与第2侧的显示面对置地配置进行光吸收的构件,因而能使光从第2侧通过显示器件而不到达第1侧,可防止暗显示浮现白。
本发明的其它目的、特征和优点,通过下文的记载会得到充分理解。在下面参照附图的说明中会明白本发明的利益。


图1是示出本发明实施方式1的显示器件的组成的截面图。
图2是说明图1的显示器件的第1动作的动作图。
图3是说明图1的显示器件的第2动作的动作图。
图4是示出对图1的显示器件的比较例的显示器件的组成的截面图。
图5是作为本发明实施方式2的装载显示器件的显示器件装载设备的便携电话终端的外观图。
图6(a)和图6(b)是说明图5的便携电话终端的使用状态的使用状态图。
图7是示出本发明实施方式2的显示器件的组成的截面图。
图8是示出本发明实施方式3的显示器件的组成的截面图。
图9是示出本发明实施方式4的显示器件的组成的截面图。
图10是图9的显示器件的俯视图。
图11是示出本发明实施方式5的显示器件的组成和第1动作的截面图。
图12是示出本发明实施方式5的显示器件的第2动作的动作图。
图13是说明图11和图12的显示器件中各轴的设定的轴设定图。
图14是说明偏振光选择反射片的厚度及其影响的截面图。
图15是示出已有显示器件的组成的截面图。
图16是示出本发明实施方式6的显示器件的组成的截面图。
图17是说明图16的显示器件的第1动作的动作图。
图18是说明图16的显示器件的第2动作的动作图。
图19是本发明实施方式7的显示器件中具有的像素的大致俯视图。
图20是示出本发明实施方式7的显示器件的组成的截面图。
图21是说明图20的显示器件的显示特性的第1曲线图。
图22是说明图20的显示器件的显示特性的第2曲线图。
图23是示出本发明实施方式8和实施方式9的显示器件的组成的截面图。
图24是说明实施方式8所涉及图23的显示器件使用的特性用的第1曲线图。
图25是说明实施方式8所涉及图23的显示器件使用的特性用的第2曲线图。
图26是说明实施方式8所涉及图23的显示器件使用的特性用的第3曲线图。
图27是说明实施方式8所涉及图23的显示器件使用的特性用的第4曲线图。
图28是说明实施方式8所涉及图23的显示器件的特性用的第1曲线图。
图29是说明实施方式8所涉及图23的显示器件的特性用的第2曲线图。
图30是说明实施方式8所涉及图23的显示器件的另一组成有关的特性用的曲线图。
图31是示出实施方式8所涉及图23的显示器件的各光轴设定方向的图。
图32是示出实施方式8所涉及图23的显示器件另一组成中各光轴设定方向的图。
图33是示出实施方式9所涉及图23的显示器件的显示特性的第1曲线图。
图34是示出实施方式9所涉及图23的显示器件的显示特性的第2曲线图。
图35是示出实施方式9所涉及图23的显示器件的显示特性的第3曲线图。
图36是示出实施方式9所涉及图23的显示器件的显示特性的第4曲线图。
图37是示出实施方式9所涉及图23的显示器件的显示特性的第5曲线图。
图38是示出实施方式9所涉及的图23的显示器件的各光轴设定方向的图。
图39是示出实施方式9所涉及图23的显示器件的显示特性的第6曲线图。
图40是示出实施方式9所涉及图23的显示器件的显示特性的第7曲线图。
图41是示出实施方式9所涉及图23的显示器件的显示特性的第8曲线图。
图42是示出本发明实施方式10的显示器件的组成的截面图。
图43是表明图42的显示器件的光调制机构的组成的截面图。
图44是表明图42的显示器件的光调制机构的另一组成的截面图。
图45是表明图42的显示器件的光调制机构的另一组成的截面图。
图46是表明图42的显示器件的光调制机构的另一组成的截面图。
图47是表明图42的显示器件的光调制机构的另一组成的截面图。
图48是图47的光调制机构的立体图。
图49是表明图42的显示器件的光调制机构的另一组成的截面图。
图50是图49的光调制机构的立体图。
图51是表明图42的显示器件的光调制机构的另一组成的截面图。
图52(a)和图52(b)是说明前照明的暗线用的前照明立体图。
图53是示出本发明实施方式2所涉及的图5的便携电话终端折叠状态的立体图。
图54是图53的便携电话终端的侧视图。
图55是示出反方向折叠图5的便携电话终端的状态的立体图。
图56(a)和图56(b)是示出作为本发明实施方式2的显示器件装载设备的笔记本式PC的立体图。
图57(a)和图57(b)是示出作为本发明实施方式2的显示器件装载设备的便携终端的立体图。
图58(a)和图58(b)是示出作为本发明实施方式2的显示器件装载设备的电视机的立体图。
图59是示出关闭图58(b)的盖的状态的立体60是图59的状态的侧视图。
图61(a)和图61(b)是示出作为本发明实施方式2的显示器件装载设备的数字照相机的立体图。
发明最佳实施方式下面,利用实施方式进一步详细说明本发明,但不受这些实施方式任何限定。
实施方式1根据图1至图4和图10说明本发明一实施方式如下。
图1示出本实施方式的液晶显示器件(显示器件)1的截面组成。
液晶显示器件1具有第1玻璃衬底11、第2玻璃衬底12、液晶层13、第1偏振片14、第2偏振片15、偏振光选择反射片16、滤色片17、遮光膜18、透明电极19、开关元件20、光吸收层21、光源22和导光片23。形成在作为一对透明衬底的第1玻璃衬底11与第2玻璃衬底12之间夹持液晶层13的结构,并且将夹持液晶层13的两侧中从液晶层13往第1玻璃衬底11方的一侧当作A侧(第1侧),从液晶层13往第2玻璃衬底12方的一侧当作B侧(第2侧)。
光源22和导光片23构成前照明。将前照明设在液晶显示器件1的A侧顶端,并且导光片23将光源22发的光往B侧照射。液晶层(显示媒体)13例如是TN(双扭式向列相)液晶,对入射并通过其本身的线偏振光光进行控制,使未加电压时偏振方向旋转90度,而加电压时偏振方向不变。
将第1偏振片(第1偏振手段)14设在第1玻璃衬底11的A侧表面,该偏振片具有按规定朝向设定的透射轴,仅透射成为透射轴方向的线偏振光分量的光。由前照明对第1偏振片14入射无偏振光时,形成平行于第1偏振片14的透射轴方向的线偏振光并透射。作为第1偏振片14,采用高分子树脂膜混入碘、双色性染料等吸收体并加以延伸从而使吸收体取向的材料。作为偏振片材料,即使上述以外的材料,只要是使无偏振光形成线偏振光的,任何材料均可。将第2偏振片(第2偏振手段)15设在第2玻璃衬底12的B侧表面,其透射轴的方向与第1偏振片14相同。
在第2玻璃衬底12的A侧表面设置偏振光选择反射片(选择反射手段、偏振光选择反射手段)16。偏振光选择反射片16在入射到本身的线偏振光的偏振方向与反射轴平行时,将该光作为第1偏振状态(第1状态、第1方向线偏振状态)的光加以反射,而在偏振方向与透射轴平行时,将该光作为第2偏振状态(第2状态、第2方向线偏振状态)的光加以透射。偏振光选择反射片16的反射轴与透射轴相互正交。偏振光选择反射片16的反射轴是与第1偏振片14的透射轴正交的方向,偏振光选择反射片16的透射轴与第1偏振片14的透射轴和第2偏振片15的透射轴平行。本实施方式中采用通过层叠高分子膜而制成的已知偏振光选择反射片。只要是使一线偏振光透射而另一线偏振光反射的偏振光选择反射片,均可。
滤色片17分别在第1玻璃衬底11的B侧表面设置3基色RGB分量。将偏振光选择反射片16设在与该滤色片17对置的区域。遮光膜18与滤色片17相邻,设在与开关元件20和其它布线对置的区域,遮蔽从A侧往B侧透射的光。
将透明电极19分别设在第1玻璃衬底11上的滤色片17和遮光膜18的B侧表面和第2玻璃衬底12上的偏振光选择反射片16的A侧表面。作为透明电极材料,采用ITO(由氧化铟和氧化锡组成的合金)。作为透明电极材料,采用其它具有导电性的金属膜,也相同。本实施例中,记述采用由金属组成的透明电极材料的例子,但金属以外的树脂、半导体等具有透明性的材料也可。还可适当具有进行布线连接用的接触部19a。
开关元件20是为驱动各像素而进行切换的TFT等有源元件,设在第2玻璃衬底12的A侧表面。在开关元件20与第2玻璃衬底12之间设置光吸收层21。
图1所示的液晶显示器件1是从A侧和B侧都能观看显示的双面显示器,在一切环境下都能进行观看。从图1的A侧观看时,在外光强的亮处不使前照明点亮,可利用外光在偏振光选择反射片16的反射光进行显示。在外光弱的暗处,使前照明点亮,在偏振光选择反射片16上反射前照明的光,进行显示。另一方面,从图1的B侧观看时,在亮处不使前照明点亮,可利用外光在偏振光选择反射片16的透射光进行显示。在暗处,使前照明点亮,在偏振光选择反射片16上透射前照明的光,进行显示。
接着,用图2和图3详细说明液晶层13是TN层时的显示方法。
首先,用图2说明从A侧观看的情况。使作为外光和前照明光的无偏振光通过第1偏振片14,从而形成线偏振光。图2的第1偏振片14透射横向(对纸面平行)的线偏振光。该线偏振光通过液晶层13,从而光旋转,扭转90度,成为纵向(对纸面垂直)的线偏振光。设定成第1偏振片14的透射轴与偏振光选择反射片16的透射轴平行时,线偏振光在液晶层13扭转90度,与偏振光选择反射片16的透射轴正交地入射。这样,线偏振光就与偏振光选择反射片16的反射轴平行地入射。与反射轴平行地入射的线偏振光被反射,再次在液晶层13扭转90度,恢复成原来的线偏振光,并穿透第1偏振片14。这样使光返回到A侧,从而实现亮显示状态。
液晶层13上施加电压时,解除液晶层13的扭转,液晶分子成为对第1玻璃衬底11和第2玻璃衬底12垂直的状态。外光和前照明光通过第1偏振片14,从而形成线偏振光。该线偏振光由于液晶分子成为垂直,保持其原样地通过液晶层13。第1偏振片14的透射轴与偏振光选择反射片16的透射轴平行,因而线偏振光穿透偏振光选择反射片16。又由于第2偏振片15的透射轴与偏振光选择反射片16的透射轴平行,该线偏振光穿透第2偏振片15,往液晶显示器件1的B侧逸出。这样使光不返回A侧,从而实现暗显示状态。
接着,用图3说明从B侧观看的情况。作为外光和前照明光的无偏振光通过第1偏振片14,从而形成线偏振光。图3中各轴的设定与图2相同,横向(对纸面平行)的线偏振光穿透第1偏振片14。该线偏振光通过液晶层13,从而光旋转,扭转90度,成为纵向(对纸面垂直)的线偏振光。设定成第1偏振片14的透射轴与偏振光选择反射片16的透射轴平行时,线偏振光在液晶层13扭转90度,与偏振光选择反射片16的透射轴正交地入射。这样,线偏振光就与偏振光选择反射片16的反射轴平行地入射。与反射轴平行地入射的线偏振光被反射,再次在液晶层13扭转90度,返回成原来的线偏振光,并穿透第1偏振片14。这样使光不透射到B侧,从而实现暗显示状态。
这时,光从B侧入射,第2偏振片15就使该光变成线偏振光,穿透偏振光选择反射片16。由此,该线偏振光在液晶层13扭转90度,成为与第1偏振片14正交的线偏振光,被第1偏振片14吸收。这样,由于与已有技术不同,对液晶层13仅在B侧配置偏振光选择反射片16,对液晶层13没有来自A侧的反射光。这时,从B侧入射后穿透第2偏振片15的光中,因第2偏振片15的吸收而不包含与第2偏振片15正交的方向的线偏振光,所以没有受偏振光选择反射片16反射而返回到B侧的光。
因此,将A侧入射的光用于显示并从B侧观看时的暗显示状态下,能使B侧入射的光不反射回去,因而不仅在亮处而且在亮处,都能良好地进行黑显示。
接着,液晶层13上施加电压时,解除液晶层13的扭转,液晶分子成为对第1玻璃衬底11和第2玻璃衬底12垂直的状态。外光和前照明光通过第1偏振片14,从而形成线偏振光。该线偏振光由于液晶分子成为垂直,保持其原样地通过液晶层13。第1偏振片14的透射轴与偏振光选择反射片16的透射轴平行,因而线偏振光穿透偏振光选择反射片16。又由于第2偏振片15的透射轴与偏振光选择反射片16的透射轴平行,该线偏振光穿透第2偏振片15,往液晶显示器件1的B侧逸出。这样,就实现亮显示状态。
液晶显示器件1具有光吸收层21,在光吸收层21吸收从B侧入射后往驱动线行进的光,因而消除来自驱动线等金属布线的反射,能防止暗显示状态下浮现白。不仅在开关元件20的B侧表面,而且在像素驱动线的B侧表面,都可具有此光吸收层21。可对图10中加斜线那样的光吸收层21,在开关元件20和栅极总线、源极总线、Cs总线等驱动线的区域的B侧表面设置光吸收层21。
作为另一防反射处理,也可用将光反射抑制到规定量以下的低反射材料形成上述总线等驱动线,与有无上述光吸收层21无关。于是,从B侧入射后往驱动线行进的光由驱动线将反射抑制成规定量以下,因而能消除驱动线反射的影响。
这里,将对液晶层13在A侧和B侧双方都设置偏振光选择反射片16时的组成作为比较例示于图4。图4的液晶显示器件2在第1玻璃衬底11于第1偏振片之间具有又一块偏振光选择反射片16a。将相当于图1的偏振光选择反射片16的偏振光选择反射片16b设在第2玻璃衬底12与第2偏振片15之间。偏振光选择反射片16a与偏振光选择反射片16b相同。设各偏振片和各偏振光选择反射片的轴设定与图2和图3相同,则暗显示状态下,B侧入射的光在第2偏振片15变成线偏振光后,穿透偏振光选择反射片16b,并且在液晶层13使光旋转90度后,在偏振光选择反射片16a反射。该反射光再次在液晶层13受到90度旋转后,穿透偏振光选择反射片16和第2偏振片15,返回到B侧。
利用上述显示方法,液晶显示器件1可在一切环境下从A侧和B侧的两个面观看显示。上述组成的情况下,A侧上的显示以液晶层13不加电压的状态实现亮显示,以液晶层13加电压的状态实现暗显示。B侧上的显示与A侧相反,以液晶层13不加电压的状态实现暗显示,以液晶层13加电压的状态实现亮显示。由此可知,A侧上的显示和B侧上的显示对同一显示数据,按其原样,使亮暗(黑白)翻转。
因此,本实施方式中,驱动电路形成使A侧的显示数据和B侧的显示数据的亮暗相互翻转的电路结构。通过形成这种电路结构,在A侧进行显示时和B侧进行显示时,能使显示亮暗的相互关系一致。
本实施方式的液晶显示器件中,在第2玻璃衬底12的A侧表面(液晶板内侧)形成偏振光选择反射片16,但如图4的液晶显示器件2那样,将偏振光选择反射片16形成在第2玻璃衬底12的B侧表面(液晶板外侧)时,也能得到同样的效果。该情况下,产生第2玻璃衬底12的厚度造成的视差问题时,通过减小第2衬底12的厚度(最好是小于或等于0.3mmt),可避免。
实施方式2根据图5至图7和图53至图61说明本发明另一实施方式如下。对具有与上述实施方式1中说过的组成单元相同的功能的组成单元添加相同的符号,省略其说明。
本实施方式说明装载双面显示液晶显示器件的显示器件装载设备。
首先,说明显示器件装载设备是便携电话时的例子。
便携电话终端有平直式和折叠式两种。近年来,由于图像接收和数据显示区的扩大,折叠式便携电话终端正在成为主流。折叠式便携电话终端在进行通话和数据处理时,以解除折叠的状态进行使用。如图5所示,等待接收时,保持在折叠状态。折叠状态下,为了确认时钟和有来电等信息,设置反面显示器AD,在该显示器显示简易信息。正面显示器BD位于终端的内侧。
图6(a)、(b)示出使用本实施方式的双面显示液晶显示器件(显示器件)3的便携电话终端,图7示出液晶显示器件3的截面组成。
如图6(a)所示,显示进行通话和数据处理的主信息时,在正面显示器BD进行显示。用正面显示器BD确认显示时,从图7的B侧观看显示。从图7的B侧观看显示的情况下,外光强时,不使前照明点亮,利用透射外光进行显示,或使前照明点亮,透射前照明光,进行显示。外光弱时,使前照明点亮,透射前照明光,进行显示。用液晶层13的外加电压控制亮显示状态和暗显示状态的切换。
如图6(b)所示,以折叠状态使用便携电话终端时,用反面显示器AD进行确认。这时,从图7的A侧观看显示。外光强时,不使前照明点亮,利用偏振光选择反射片16使外光反射而进行显示。外光弱时,使前照明点亮,用偏振光选择反射片16使前照明光反射而进行显示。用液晶层13的外加电压控制亮显示状态和暗显示状态的切换。
亮显示(常白显示模式)时,用偏振光选择反射片16使入射光反射,从而获得亮显示状态。暗显示常黑显示模式)时,偏振光选择反射片16使光透射,不进行循环,从而获得暗显示状态。以折叠状态使用便携电话终端时,在背面的操作面等上反射穿透偏振光选择反射片16的光,使其循环。因此,暗显示状态的黑显示成为浮动状态(浮现白),从而有可能引起对比度降低。外光因上述背面反射等而通过液晶显示器件3往A侧循环,也形成暗显示浮现白。
为了解决这点,如图7所示,液晶显示器件3在第2偏振片15的B侧表面配置相位差膜31。此相位差膜31是λ/4膜(λ/4片)。由于具有相位差膜31,穿透第2偏振片15的线偏振光变成圆偏振光,该圆偏振光在操作面上反射,再次通过相位差膜31,从而得到与第2偏振片15的透射轴正交的线偏振光。该线偏振光入射到第2偏振片15,变成与吸收轴平行,因而被吸收,没有光循环,能保持良好的暗显示。
本实施方式中,阐述了通过在第2偏振片15的B侧表面设置相位差膜31,防止操作面等的背面反射造成的暗显示状态浮现白的例子,但也可用光吸收体材料制成操作面等。配备此光吸收体,使其可对光路插入和退出,以吸收往B侧透射后结束的光。由此,能防止暗显示状态浮现白,进行良好的黑显示。也可对操作面等实施防反射加工。
说明以折叠状态使用便携电话终端时防止暗显示浮现白的方法。如图53所示,以折叠状态使用便携电话终端时的暗显示由于偏振光选择反射片16使光透射,不使其循环,取得暗显示状态。
图54示出图53的截面图。如图54所示,通过液晶显示器件3的光到达操作方装置541。操作方装置541的组成结构在操作方衬底542上具有各种操作按键543。操作方衬底542是光吸收体或施加光吸收加工,因而操作方衬底542将光吸收,没有反射,不往液晶显示器件3方循环。因此,可取得良好的黑显示。也对操作方衬底542的各种操作按键543等进行光吸收加工或用光吸收体形成,因而光不循环,取得良好的黑显示。
上文所述那样使用图54的实施例中,阐述了通过对操作方装置541在折叠时成为内侧的设备、显示按键进行防反射加工而防止暗显示浮现白的例子。然而,在设备设计方面,各种操作按键543等不能作防反射加工时,通过以下那样折叠双面显示器,也能防止暗显示浮现白。
从A侧表面(AD)确认显示时,如上文所述,最好使配置成与A侧表面的背面对置的面不因反射等造成光往A侧循环。然而,没有对图54的各种操作按键543等进行防反射加工时,如图55所示,可对配置操作方衬底542的各种操作按键等的面的内侧表面进行防反射加工,并将双面显示器的B侧表面(BD)配置成往上述内侧表面折叠。由此,可防止A侧显示的暗显示浮现白。
图6(a)、(b)所示的便携电话终端在切换正面显示器BD与反面显示器AD的观看时翻转各显示器。因此,用反面显示器AD进行显示时和用正面显示器BD进行显示时,利用驱动电路使显示数据的左右翻转,则将正面显示器BD和反面显示器AD中的一方左右翻转后观看另一方时,能使显示方向相互一致。又,用反面显示器AD进行显示时和用正面显示器BD进行显示时,利用驱动电路使显示数据的上下翻转,则将正面显示器BD和反面显示器AD中的一方上下翻转后观看另一方时,能使显示方向相互一致。
接着,说明装载双面显示液晶显示前级的显示器件装载设备是个人计算机(下文记为PC)的例子。
PC有台式PC和笔记本式PC两种。从重量的便携性方面看,在室外等处带着笔记本式PC行走的机会多。图56示出笔记本式PC式中使用双面显示液晶显示器件3时的组成。用键盘等进行字符输入时,如图56(a)所示,以打开显示器的状态进行使用。等待接收和不用键盘进行输入时,如图56(b)所示,以折叠状态进行使用。图56(a)那样用键盘进行字符输入时,用正面显示器561进行显示。等待接收和不用键盘进行输入时,用反面显示器进行显示。
以图56(a)的状态进行使用时,从图7的B侧观看显示。从B侧观看显示的情况下,外光强时,不使前照明点亮,利用透射外光进行显示,或使前照明点亮,透射前照明光,进行显示。外光弱时,使前照明点亮,透射前照明光,进行显示。用液晶层13的外加电压控制亮显示状态和暗显示状态的切换。
如图56(b)所示,以折叠状态进行使用时,用反面显示器562进行确认。这时,从图7的A侧观看显示。外光强时,不使前照明点亮,利用偏振光选择反射片16使外光反射而进行显示。外光弱时,使前照明点亮,透射前照明光,用偏振光选择反射片16使前照明光反射而进行显示。用液晶层13的外加电压控制亮显示状态和暗显示状态的切换。
图56(a)、(b)所示的笔记本式PC中在在切换正面显示器561与反面显示器562的观看时翻转各显示器。因此,用反面显示器562进行显示时和用正面显示器561进行显示时,利用驱动电路使显示数据的左右翻转,则将正面显示器561和反面显示器562中的一方左右翻转后观看另一方时,能使显示方向相互一致。
用反面显示器562进行显示时和用正面显示器561进行显示时,如果利用驱动电路使显示数据黑白翻转,以显示希望的显示数据,则正面显示器561和反面显示器562都能确认同样的显示。
又,用反面显示器562进行显示时和用正面显示器561进行显示时,利用驱动电路使显示数据的上下翻转,则将正面显示器561和反面显示器562中的一方上下翻转后观看另一方时,能使显示方向相互一致。
图56(a)、图56(b)中,产生显示数据黑白翻转和图像左右翻转的显示翻转。因此,配置张合显示器时输入指示显示翻转的信号那样的自动操作按键,与显示器张合动作联动地按压自动操作按键,从而图56(a)和图56(b)中都输出希望的显示。
除张合显示器以外,还可任意用开关等操作按键将显示数据翻转。
图56的组成结构中,对构成键盘的材料和开关键等全部组成构件进行光吸收体加工和光吸收加工。由此,可防止反面显示器562上进行暗显示时浮现白,进行良好的显示。
作为防止反面显示器562暗显示浮现白的另一方法,在作为图7所示的液晶板的液晶显示器件3的第2偏振片15的B侧表面设置相位差膜31,从而可防止操作面等背面反射造成的暗显示浮现白。通过配置使液晶显示器件3的第2偏振片15与第2玻璃衬底之间可在0与λ/2之间切换相位差的显示器件(未示出),也可防止暗显示浮现白。
接着,说明装载双面显示液晶显示器件3的显示器件装载设备是便携终端(PDA、便携游戏机)的例子。图57示出便携终端中使用双面显示液晶显示器件3时的组成。
用配置键等进行操作,如图57(a)那样以打开的状态使用显示器。等待接收时和不用配置键进行输入时,如图57(b)那样以折叠状态进行使用。图57(a)所示那样用配置键进行操作时,用正面显示器571进行显示。等待接收时和不用配置键进行输入的情况下,用反面显示器572进行显示。
以图57(a)的状态进行使用时,从图7的B侧观看显示。从图7的B侧观看显示的情况下,外光强时,不使前照明点亮,利用透射外光进行显示,或使前照明点亮,透射前照明光,进行显示。外光弱时,使前照明点亮,透射前照明光,进行显示。用液晶层13的外加电压控制亮显示状态和暗显示状态的切换。
如图57(b)所示,以折叠状态进行使用时,用反面显示器572进行确认。这时,从图7的A侧观看显示。外光强时,不使前照明点亮,利用偏振光选择反射片16使外光反射而进行显示。外光弱时,使前照明点亮,用偏振光选择反射片16使前照明光反射而进行显示。用液晶层13的外加电压控制亮显示状态和暗显示状态的切换。
图57(a)、(b)所示的便携终端在切换正面显示器571与反面显示器572的观看时翻转各显示器。因此,用反面显示器572进行显示时和用正面显示器571进行显示时,利用驱动电路使显示数据的左右翻转,则将正面显示器571和反面显示器572中的一方左右翻转后观看另一方时,能使显示方向相互一致。
用反面显示器572进行显示时和用正面显示器571进行显示时,如果利用驱动电路使显示数据黑白翻转,以显示希望的显示数据,则正面显示器571和反面显示器572都能确认同样的显示。
又,用反面显示器572进行显示时和用正面显示器571进行显示时,利用驱动电路使显示数据的上下翻转,则将正面显示器571和反面显示器572中的一方上下翻转后观看另一方时,能使显示方向相互一致。
图57(a)、图57(b)中,产生显示数据黑白翻转和图像左右翻转的显示翻转。因此,配置张合显示器时输入指示显示翻转的信号那样的自动操作按键,与显示器张合动作联动地按压自动操作按键,从而图57(a)和图57(b)中都输出希望的显示。
除张合显示器以外,还可任意用开关等操作按键将显示数据翻转。
图57的组成结构中,对构成键盘的材料和开关键等全部组成构件进行光吸收体加工和光吸收加工。由此,可防止反面显示器572上进行暗显示时浮现白,进行良好的显示。
作为防止反面显示器572暗显示浮现白的另一方法,在作为图7所示的液晶板的液晶显示器件3的第2偏振片15的B侧表面设置相位差膜31,从而可防止操作面等背面反射造成的暗显示浮现白。通过配置使液晶显示器件3的第2偏振片15与第2玻璃衬底之间可在0与λ/2之间切换相位差的显示器件(未示出),也能防止暗显示浮现白。
接着,说明装载双面显示液晶显示器件3的显示器件装载设备是电视机、监视器等视像显示器件的例子。图58示出电视机中使用双面显示液晶显示器件3时的组成。
如图58(a)所示,用正面显示器581确认视像时,从图7的B侧观看显示。从B侧观看显示的情况下,外光强时,不使前照明点亮,利用透射外光进行显示,或使前照明点亮,透射前照明光,进行显示。外光弱时,使前照明点亮,透射前照明光,进行显示。用液晶层13的外加电压控制亮显示状态和暗显示状态的切换。
如图58(b)所示,用反面显示器582进行显示确认时,从图7的A侧观看显示。外光强时,不使前照明点亮,利用偏振光选择反射片16使外光反射而进行显示。外光强时,担心暗显示浮现白,因而通过正面显示器581遮挡图58(b)的盖583,即使外光强也没有暗显示浮现白,能确认良好的显示。该盖583的组成材料采用具有光吸收功能的材料。图59示出遮住盖583的状态,图60是从电视机侧面看此状态的图。从图60可知,盖583可将电视机的一侧缘作为轴进行旋转。
作为防止反面显示器582暗显示浮现白的另一方法,在作为图7所示的液晶板的液晶显示器件3的第2偏振片15的B侧表面设置相位差膜31,从而可防止盖等的背面反射造成的暗显示浮现白。
即使不遮挡盖583,通过配置使液晶显示器件3的第2偏振片15与第2玻璃衬底之间可在0与λ/2之间切换相位差的显示器件(未示出),也能防止暗显示浮现白。
又,外光弱时,使前照明点亮,用偏振光选择反射片16使前照明光反射而进行显示。用液晶层13的外加电压控制亮显示状态和暗显示状态的切换。
在外光弱的暗室之类的房间和正面显示器581方配置不反射的物体(除液晶板外)的场所确认反面显示器582的显示时,即使不闭合具有光吸收的盖583,也可观看显示,因而可根据外光的亮度进行盖583的张合。
图58(a)、(b)所示的电视机在切换正面显示器581与反面显示器612的观看时翻转各显示器。因此,用反面显示器582进行显示时和用正面显示器581进行显示时,利用驱动电路使显示数据的左右翻转,则将正面显示器581和反面显示器582中的一方左右翻转后观看另一方时,能使显示方向相互一致。
用反面显示器582进行显示时和用正面显示器581进行显示时,如果利用驱动电路使显示数据黑白翻转,以显示希望的显示数据,则正面显示器581和反面显示器582都能确认同样的显示。
又,用反面显示器582进行显示时和用正面显示器581进行显示时,利用驱动电路使显示数据的上下翻转,则将正面显示器581和反面显示器582中的一方上下翻转后观看另一方时,能使显示方向相互一致。
图58(a)、图58(b)中,由于显示黑白翻转,图像也左右翻转,可用显示切换开关584等使显示数据翻转,以便能观看希望的显示。
接着,说明装载双面显示液晶显示器件3的显示器件装载设备是数字照相机、摄(像)录(像)机等便携视像显示(视像/再现)装置的例子。图61示出数字摄像机中使用双面显示液晶显示器件3时的组成。
如图61(a)所示,用正面显示器611确认视像时,从图7的B侧观看显示。从B侧观看显示的情况下,外光强时,不使前照明点亮,利用透射外光进行显示,或使前照明点亮,透射前照明光,进行显示。外光弱时,使前照明点亮,透射前照明光,进行显示。用液晶层13的外加电压控制亮显示状态和暗显示状态的切换。
如图61(b)所示,用反面显示器612进行显示确认时,从图7的A侧观看显示。外光强时,不使前照明点亮,利用偏振光选择反射片16使外光反射而进行显示。外光强时,担心暗显示浮现白,因而通过正面显示器611罩上图61(b)的盖613,即使外光强也没有暗显示浮现白,能确认良好的显示。该盖613的组成材料采用具有光吸收功能的材料。
用上述图60说明以对数字照相机罩上盖613的状态进行使用时的防暗显示浮现白的方法。将图60的正面显示器581取为正面显示器611,反面显示器582取为反面显示器612,盖583取为盖613。通过使光穿透偏振光选择反射片16,不进行循环,获得如图60那样以对数字照相机罩上盖613的状态进行使用时的暗显示状态。
如图60所示,从反面显示器612通过液晶显示器件3的光到达盖613方的光,由于盖613是光显示媒体或进行过光吸收加工,被盖方的衬底吸收,不受到反射,不往液晶显示器3方循环。因此,可取得良好的黑显示。
作为防止反面显示器612暗显示浮现白的另一方法,在作为图7所示的液晶板的液晶显示器件3的第2偏振片15的B侧表面设置相位差膜31,从而可防止盖613的面等的反射造成的暗显示浮现白。
即使不罩上盖613,通过配置使液晶显示器件3的第2偏振片15与第2玻璃衬底之间可在0与λ/2之间切换相位差的显示器件(未示出),也能防止暗显示浮现白。
又,外光弱时,使前照明点亮,用偏振光选择反射片16使前照明光反射而进行显示。用液晶层13的外加电压控制亮显示状态和暗显示状态的切换。
在外光弱的暗室之类的房间和正面显示器611方配置不反射的物体(除液晶板外)的场所确认反面显示器612的显示时,即使不闭合具有光吸收的盖613,也可观看显示,因而可根据外光的亮度进行盖613的张合。
图61(a)、(b)所示的数字照相机在切换正面显示器611与反面显示器612的观看时翻转各显示器。因此,用反面显示器612进行显示时和用正面显示器611进行显示时,利用驱动电路使显示数据的左右翻转,则将正面显示器611和反面显示器612中的一方左右翻转后观看另一方时,能使显示方向相互一致。
用反面显示器612进行显示时和用正面显示器611进行显示时,如果利用驱动电路使显示数据黑自翻转,以显示希望的显示数据,则正面显示器611和反面显示器612都能确认同样的显示。
又,用反面显示器612进行显示时和用正面显示器611进行显示时,利用驱动电路使显示数据的上下翻转,则将正面显示器611和反面显示器612中的一方上下翻转后观看另一方时,能使显示方向相互一致。
图61(a)、图61(b)中,由于显示黑白翻转,图像也左右翻转,可用显示切换开关614等使显示数据翻转,以便能观看希望的显示。
本实施方式中,阐述了便携电话、笔记本式PC、便携终端、电视机、数字照相机中采用双面显示液晶显示器件3时的例子,但可在配备液晶显示器件3的全部产品中采用。
例如,用于设在汽车中的向导屏幕,可通过在白天和晚上使显示屏幕亮暗翻转,便于观看。又,作为双面电视机使用时,通过嵌入两间房(例如起居室和寝室)的交界部分(例如墙壁),可用一台电视机作为两间房的电视机。作为游戏机使用时,可将显示器件上升,对战者分别在表里两面对峙,进行游戏。尤其是奥赛罗游戏、围棋等,即使是黑白状态也能进行游戏,实质上不受影响。还可用于手表的显示器件。
实施方式3根据图8说明本发明又一实施方式如下。对具有与上述实施方式1和2说过的组成单元相同的功能的组成单元标注相同的符号,省略其说明。
图8示出本实施方式的液晶显示器件(显示器件)4的截面组成。液晶显示器件4通过在上下配置滤色片,实现在A侧和B都具有良好的彩色再现性的双面显示器。
液晶显示器件4除具有相当于图7中液晶显示器件3的滤色片17的滤色片(第1滤色片)17a外,还在第2玻璃衬底12与偏振光反射片16之间具有滤色片(第2滤色片)17b。
在液晶显示器件4的A侧进行显示时,利用偏振光反射片16按反射型显示进行显示。在B侧进行显示时,用第1偏振片14、偏振光反射片16和第2偏振片15进行透射型显示。A侧的反射型显示中,在亮显示状态时,从A侧入射的光依次第1偏振片14、滤色片17a、液晶层13入射到偏振光反射片16。然后,在偏振光反射片16上反射后,再次通过液晶层13、滤色片17a、第1偏振片14出射到A侧。由于以反射进行显示,入射光2次通过滤色片17a。因此,普通透射型液晶显示器件的滤色片厚度时亮度降低,引起显示质量下降。图8的滤色片17a的厚度为了防止上述显示质量降低,设定成透射型液晶显示器件的1/2以下。由此,即使2次通过滤色片17a也能取得与透射同等的彩色总线性和亮度。
为了以透射进行B侧的显示,从A侧入射的光依次通过第1偏振片14、滤色片17a、液晶层13、偏振光反射片16、滤色片17b,第2偏振片15、相位差膜31,出射到B侧,从而实现亮显示状态。滤色片17a用于反射型显示时,厚度小,因而仅用该滤色片17a进行透射的彩色显示时,彩色再现性范围小,但通过在偏振光反射片16的下层设置滤色片17b,实现与透射型液晶显示器件同等的彩色再现性。形成滤色片17b,使其厚度为透射型液晶显示器件的1/2以下。由此,对A侧的滤色片17a和B侧的滤色片17b各通过一次,从而可实现与透射型液晶显示器件同等的彩色再现性。
这样,根据液晶显示器件4,由于个别设定各滤色片17a、17b的浓度,能分别按A侧上的反射型显示和B侧上的透射型显示适当设定亮度和彩色再现性。
实施方式4根据图9和图10说明本发明又一实施方式如下。对具有与上述实施方式1至3说过的组成单元相同的功能的组成单元标注相同的符号,省略其说明。
图9示出本实施方式的液晶显示器件(显示器件)5的截面组成。液晶显示器件5用1层滤色片实现具有良好的彩色再现性双面显示器。
液晶显示器件5包含每一像素具有在图7液晶显示器件3中配备滤色片17的部位上设置第1区(低透射率区)32a和配备图7的遮光膜18的部位上设置的第2区(高透射率区)32b的滤色片32。图10以俯视图示出滤色片32的组成。液晶显示器件3的滤色片为1层滤色片32。具有设置成与整个上述滤色片32对置的偏振光选择反射片(选择反射手段、偏振光选择反射手段)33,以代替液晶显示器件3的偏振光选择反射片16。偏振光选择反射片33与偏振光选择反射片16光学特性相同,但根据上述配置,不仅设置在图7的区域,而且设置在开关元件20上和总线上。
如实施方式3中所述,在A侧仅具有1个滤色片的情况下,当作反射型从A侧观看时,亮显示状态中,光2次通过滤色片,但当作透射型从B侧观看时,亮显示状态中,光仅1次通过滤色片,因而,A侧观看时比从B侧观看时光量小。
开关元件20上和总线上存在金属电极和金属布线,所以光不通过。因此,本实施方式在从A侧观看的显示区使用对透射型无贡献的这种区域。滤色片32中,在A侧与这种非透射区对置的第2透射率区32b用作反射型显示,使其厚度小或浓度淡,形成透射率提高的滤色片区,其透射率比第1透射区32a高。设定第2透射率区32b的面积,并且与第1透射率区32a成A侧上的反射型显示的亮度和彩色再现性与反射型液晶显示器件同等。因此,滤色片32的透射率在面积上变化。
第1透射区32a是将厚度和浓度调整成从B侧观看显示时形成与透射型液晶显示器件同等的亮度和彩色再现性的透射型滤色片区。通过调整此第1透射区32a与第2透射区32b的面积比率,能实现从B侧观看时与透射型液晶显示器件同等的彩色再现范围和亮度。
这样,根据本实施方式的液晶显示器5,用1层滤色片32适当组合并通过多个不同的透射率区,使其对应于反射型和透射型中产生的不同光量的情况,从而A侧上的反射型显示和B侧上的透射型显示各自能适当适当亮度和彩色再现性。这里,可提供兼有A侧上与反射型液晶显示器件同等的彩色再现性和亮度、B侧上与透射型液晶显示器件同等的彩色再现性和亮度的双面显示器。
实施方式5
根据图11至图14说明本发明又一实施方式如下。对具有与上述实施方式1至4说过的组成单元相同的功能的组成单元标注相同的符号,省略其说明。
实施方式1至4中,说明了偏振光选择反射片16、33使用高分子叠层膜的例子,但可用说用其它偏振光选择反射片也相同。下面说明偏振光选择反射片使用胆甾醇型液晶的情况。
图11示出本实施方式的液晶显示器件(显示器件)6的截面组成。
液晶显示器件6具有第1玻璃衬底11、第2玻璃衬底12、第3偏振片41、第4偏振片42、偏振光选择反射片43、第1λ/4片44、第2λ/4片45、液晶层46、光源33和导光片23。形成第1玻璃衬底11与第2玻璃衬底12之间夹持液晶层46的结构,将夹持液晶层46的两侧中从液晶层46往第1玻璃衬底11的一侧作为A侧(第1侧),从液晶层46往第2玻璃衬底12的一侧作为B侧(第2侧)。未示出图1那样的滤色片17、遮光膜18、透明电极19、开关元件20、光吸收层21,可适当设定。
在液晶显示器件6的A侧最顶端设置由光源22和导光片23构成的前照明。液晶层(显示媒体)是光程差Δnd为λ/2的平行取向型向列相液晶层。液晶层46对入射后通过的圆偏振光控制圆偏振状态,不加电压时进行使右圆偏振为左圆偏振、左圆偏振为右圆偏振的控制,加电压时进行使圆偏振方向不变的控制。
将第3偏振片(第1透射轴偏振手段)41设在第1玻璃衬底11的A侧,该偏振片具有设定成规定朝向的透射轴,仅透射成为透射方向的线偏振分量的光(后文说明透射轴方向)。材料可与图1的第1偏振片14和第2偏振片15相同。无偏振的光由前照明入射到第3偏振片41时,变成平行于第3偏振片41透射轴方向的线偏振光穿透该偏振片。将第4偏振片(第2透射轴偏振手段)42设在第2玻璃衬底12的B侧,是透射轴方向与第3偏振片41正交且材料相同的偏振片。
偏振光选择反射片(选择反射手段、偏振光选择反射手段)43由胆甾醇型液晶膜组成,是使入射的左圆偏振光反射的左螺旋胆甾醇型液晶反射片。使右圆偏振光透射。这里,将该处在左圆偏振状态的情况作为第1圆偏振状态(第1状态、第1偏振状态)。将光处在旋转方向为反向右圆偏振的状态的情况作为第2圆偏振状态(第2状态、第2偏振状态)。
将第1λ/4片44设在第3偏振片41与第1玻璃衬底11之间,使从第3偏振片41入射的线偏振光为圆偏振,并使从液晶层46入射的圆偏振光为线偏振。将第2λ/4片45设在第2偏振片12与第4偏振片42之间,使从第2玻璃衬底12入射的圆偏振光为线偏振,并使从第4偏振片42入射的线偏振光为圆偏振。
接着,用图11和图12说明从A侧的观看和从B侧的观看。
首先,说明从图11的A侧观看的情况。作为外光和前照明光的无偏振光通过第3偏振片41,因而变成线偏振光。如图13所示,将第3偏振片41的透射轴设定成+45度(将时钟的12时作为0度并往右旋转当作+),从而透射的光成为+45度的线偏振光。该线偏振光如图13所示,通过滞后轴为0度的第1λ/4片44,从而变成右圆偏振光。然后,通过液晶取向轴为0度且Δnd为λ/2的平行取向型向列相液晶层组成的液晶层46,从而在不加电压时右偏振光变成左偏振光。偏振光选择反射片43将入射的圆偏振光反射。偏振光选择反射片43反射的左圆偏振光再次通过液晶层46,从而变成右圆偏振光。该右圆偏振光再次通过第1λ/4片44,从而变成线偏振光。该线偏振光穿透第3偏振片41,实现亮显示状态。
液晶层46上施加电压时,液晶分子对第1玻璃衬底11和第2玻璃衬底12形成垂直,使Δnd=0。作为外光和前照明光的无偏振光通过第3偏振片41,从而变成+45度的线偏振光。该线偏振光通过滞后轴为0度的第1λ/4片44,从而变成右圆偏振光。使该右圆偏振光保持原样地通过液晶层46。偏振光选择反射片43使右圆偏振光按原样透射。该右圆偏振光通过第2λ/4片45,变成+135度线偏振光,并在透射轴为+135度的第4偏振片42上透射,如图13所示。由此,能使光不返回A侧,实现暗显示状态。
接着,阐述在图12的B侧进行观看的情况。作为外光和前照明光的无偏振光通过第3偏振片41,从而变成+45度的线偏振光,该线偏振光通过第1λ/4片44,从而变成右圆偏振光,然后,通过液晶层46,从而在不加电压时右圆偏振光变成左圆偏振光。偏振光选择反射片43将左圆偏振光反射,反射的左圆偏振光再次通过液晶层46,变成右圆偏振光。右圆偏振光再次通过第1λ/4片44,变成线偏振光。该线偏振光穿透第3偏振片41,从而使光不到达B侧,实现暗显示状态。
另一方面,这时设存在从B侧入射的光,则第4偏振片42使该光变成+45度线偏振光,并且第2λ/4片45使其成为右圆偏振光。因此,该光穿透偏振光选择反射片43,从而液晶层46的控制使其成为左圆偏振光,通过第1λ/4片44,变成+45度的线偏振光。因此,该光被第3偏振片吸收。根据条件,也可产生+135度的线偏振光,穿透到A侧。
与已有技术不同,对液晶层46仅在B侧配置偏振光选择反射片43,因而对液晶层46没有来自A侧反射光。这时,从B侧入射并且在驱动液晶层46的金属布线等上反射的光再次入射到第2λ/4片45,变成+45度的线偏振光,因而被第2偏振片吸收。
因此,将A侧入射的光用于显示并从B侧观看时的暗显示状态下,能使从B侧入射的光不反射回来,从而不仅在暗处而且在亮处,黑显示均良好。结果,液晶显示器件6成为在亮处和暗处都能良好地进行黑显示的双面显示型显示器件。
液晶层46上施加电压时,液晶分子对第1玻璃衬底11和第2玻璃衬底12形成垂直,使Δnd=0。作为外光和前照明光的无偏振光通过第3偏振片41,从而变成+45度的线偏振光。该线偏振光通过第1λ/4片44,从而变成右圆偏振光。使该右圆偏振光保持原样地通过液晶层46。偏振光选择反射片43使右圆偏振光按原样透射。该右圆偏振光通过第2λ/4片45,变成+135度线偏振光,并在第4偏振片42上透射。由此,能使光不返回A侧,实现亮显示状态。
接着,采用上述胆甾醇型液晶的偏振光选择反射片43可使高分子叠层型偏振光选择反射片的厚度为1/10以下,能方便地控制单元的厚度。用图14说明这点。
如图14所示,偏振光选择反射片(选择反射手段、偏振光选择反射手段)50将高分子叠层时,厚度为150μm~200μm。因此,为了控制板厚,在板的周围涂覆热硬化性树脂的密封材料51后,在其内部混入衬料52,使板成为规定厚度。本实施方式中,作为衬料52,在密封材料51中混入玻璃纤维。涂覆密封材料51后,将上下玻璃衬底的图案粘结成上下合一。然后,一面按所希望的条件加压,一面升高温度,使密封材料51硬化。这时,如图14所示,从密封材料51往内侧具有偏振光选择反射片50时,将密封材料51涂覆成150μm~200μm,非常厚,因而加压时产生横向扩展,存在密封材料51往希望区域外扩展到显示区的问题。相对于偏振光选择反射片50,液晶层(显示媒体)53非常薄(几μm)、密封材料51厚(150μm~200m)时,即使单元内填入衬料54,也因工序的偏差难以将液晶层53控制成希望的厚度。
又,如图14所示,连接液晶层53的偏振光选择反射片50的最外层表面不平坦,因而将液晶层控制成几μm受作为基底的表面影响,非常困难。
因此,通过偏振光选择反射片50采用胆甾醇型液晶,减小厚度,能方便地进行液晶层46的厚度控制。
至此,已阐述了实施方式1至5。根据本发明的液晶显示器件,通过使用偏振光选择反射片和前照明方式,用一个液晶显示器件就能在一切环境下从双面(正面、反面)进行良好的观看。因此,可提供兼有薄、轻、成本低、扩大简易显示屏幕的显示面积等许多优点的液晶显示器件。
实施方式6根据图16至图18说明本发明又一实施方式如下。对具有与上述实施方式1至5说过的组成单元相同的功能的组成单元标注相同的符号,省略其说明。
图16示出本实施方式的液晶显示器件(显示器件)7的截面组成。
液晶显示器件7具有第1玻璃衬底11、第2玻璃衬底12、液晶层13、第1偏振片14、第2偏振片15、偏振光选择反射片16、滤色片171a和171b、遮光膜18、透明电极19、开关元件20、光源22、导光片23、反射片161和绝缘树脂层162。形成第1玻璃衬底11与第2玻璃衬底12之间夹持液晶层13的结构,将夹持液晶层13的两侧中从液晶层13往第1玻璃衬底11方的一侧当作A侧(第1侧),从液晶层13往第2玻璃衬底12方的一侧当作B侧(第2侧)。
将开关元件20设在第2玻璃衬底12的A侧表面,该元件是为驱动各像素而进行切换的TFT等有源元件。
反射片(反射手段)161对入射的光进行反射,不依赖于该光的偏振状态。图16中,将其设置在开关元件20和总线与液晶层13之间,把从A侧往B侧通过液晶层13的光反射到A侧。设在液晶层13与第2玻璃衬底之间的开关元件20和总线的区域是光的非透射区。将绝缘树脂层162设在整个第2玻璃衬底12上,覆盖开关元件20和总线方。将反射片161设在该绝缘树脂层162上,与上述非透射区的至少一部分对置。这里,为了提高反射片161的可视性,在绝缘树脂层162设置微细凹凸,并将反射片161层叠在其上,从而具有反映绝缘树脂层162的凹凸的微细凹凸。
作为反射片161的材料,可列举铝、含钛的铝合金、银、含钯的银合金、铜等。而且,例如反射片161使用铝(Al)时,为了避免因取与ITO直接接触的结构而在Al的显影工序中接触部分产生电蚀,可采用钼(Mo)膜上形成Al的Al/Mo的结构。该结构中连续层叠Mo(1000埃)和Al(1000埃),进而用腐蚀剂同时蚀刻Mo和Al,从而能进行反射片16的图案制作。
本实施方式中,将反射片161用作反射手段,但不限于此,也可用平板上的反射片等。为了具有与反射片161等效反射特性,可用表面设置光散射体的构件。
光源22和导光片23构成前照明。将前照明设在液晶显示器件7的A侧顶端,导光片23将光源22发的光往B侧照射。液晶层(显示媒体)13例如是ECB(Electrical controlled birefringence电控双折射)液晶,对入射到本身后通过的特定的光,控制固定在与第1玻璃衬底11和第2玻璃衬底12平行的面内的偏振光正交轴各分量之间的相位差。这里,将液晶层13不加电压或加足够低的电压的状态下,从第1偏振片14入射时的相位差取为0,并且从第1偏振片14往反射片161的光的通过结束点上为大致π/2。于是,进行使从反射片161往第1偏振片14的光的通过结束点上相位差为大致π、从第1偏振片14往偏振光选择反射片16的光的通过结束点上相位差为大致π的控制。又在液晶层13上施加足够高的电压的状态下,进行使通过的光的上述相位差不变、偏振状态也不变的控制。上述说明中,对相位差预先标注为“大致”,这是因为包含液晶层13的部分分子的升降不跟随电压的施加和解除的情况。
为了进行上述偏振状态的控制,处在第1偏振片14与反射片161之间的液晶层13(后文称为反射片设置区)和处在第1偏振片14与不对置于反射片161的偏振光选择反射片16之间的液晶层13(后文称为非反射片设置区),其从连接A侧和B侧的方向厚度(后文将显示媒体(液晶层)的厚度称为单元厚度)的比率被设定成大致1比2。取为大致1比2是因为反射片设置区中反射片161在其表面具有微细凹凸,并考虑该凹凸造成的单元厚度偏差。
将第1偏振片(第1偏振手段)14设在第1玻璃衬底11的A侧表面,该偏振片具有按规定朝向设定的透射轴,仅透射成为透射轴方向的线偏振光分量的光。由前照明对第1偏振片14入射无偏振光时,形成平行于第1偏振片14的透射轴方向的线偏振光并透射。作为第1偏振片14,采用高分子树脂膜混入碘、双色性染料等吸收体并加以延伸从而使吸收体取向的材料。作为偏振片材料,即使上述以外的材料,只要是使无偏振光形成线偏振光的,任何材料均可。将第2偏振片(第2偏振手段)15设在第2玻璃衬底12的B侧表面,其透射轴的方向与第1偏振片14正交。
在第2玻璃衬底12的A侧表面设置偏振光选择反射片(选择反射手段、偏振光选择反射手段)16。偏振光选择反射片16在入射到本身的线偏振光的偏振方向与反射轴平行时,将该光作为第1偏振状态(第1状态、第1方向线偏振状态)的光加以反射,而在偏振方向与透射轴平行时,将该光作为第2偏振状态(第2状态、第2方向线偏振状态)的光加以透射。偏振光选择反射片16的反射轴与透射轴相互正交。偏振光选择反射片16的反射轴是处在与第1偏振片14的透射轴平行的方向,偏振光选择反射片16的透射轴与第1偏振片14的透射轴正交。本实施方式中采用通过层叠高分子膜而制成的已知偏振光选择反射片。只要是使一线偏振光透射而另一线偏振光反射的偏振光选择反射片,均可。
滤色片171a是非反射片设置区用的滤色片,在第1玻璃衬底11的B侧表面分别设置3基色RGB分量。滤色片171b是反射片设置区用的滤色片,这里配置透明的滤色片。因此,将反射片161设在与滤色片171b对置的区域。而且,将滤色片171b设定成相对于滤色片171a厚度大,从而如上文所述,将反射片设置区的单元厚度与非反射片设置区的单元厚度的比率设定成大致1比2。这里,通过改变滤色片171b的厚度控制单元厚度,但也可通过在绝缘树脂层162设置阶梯,控制单元厚度。遮光膜18与滤色片171a、171b相邻,设在与部分布线和不存在像素电极的部分对置的区域,遮挡从A侧往B侧透射的光。
将透明电极19分别设在第1玻璃衬底11上的滤色片171a、171b和遮光膜18的B侧表面和第2玻璃衬底12上的绝缘树脂层162的A侧表面。作为透明电极材料,采用ITO(由氧化铟和氧化锡组成的合金)。作为透明电极材料,采用其它具有导电性的金属膜,也相同。本实施例中,记述采用由金属组成的透明电极材料的例子,但金属以外的树脂、半导体等具有透明性的材料也可。还可适当具有进行布线连接用的接触部19a。
图16所示的液晶显示器件7是从A侧和B侧都能观看显示的双面显示器,在一切环境下都能进行观看。从图16的A侧观看时,在外光强的亮处不使前照明点亮,可利用外光在偏振光选择反射片16和反射片161的反射光进行显示。在外光弱的暗处,使前照明点亮,在偏振光选择反射片16上反射前照明的光,进行显示。另一方面,从图16的B侧观看时,在亮处不使前照明点亮,可利用外光在偏振光选择反射片16的透射光进行显示。在暗处,使前照明点亮,在偏振光选择反射片16上透射前照明的光,进行显示。
接着,用图17和图18详细说明液晶层13是平行取向层时的显示方法。
首先,用图17说明从A侧观看的情况。先说明不施加电压或施加足够低的电压的情况。使作为外光和前照明光的无偏振光通过第1偏振片14,从而形成线偏振光。图17的第1偏振片14透射横向(对纸面平行)的线偏振光。在反射片设置区,该线偏振光通过液晶层13,从而授给大致π/2的相位差,在反射片161上成为圆偏振光。而且,这里反射的光成为对光的行进方向反向旋转的反向圆偏振光,又返回液晶层13,授给光程差,从而到达第1偏振片14时成为与入射时正交的线偏振光,被第1偏振片14吸收。由此,成为显示状态。另一方面,通过非反射片设定区的光在液晶层13上通过,获得大致π的相位差,从而到达偏振光选择反射片16时成为与入射时的偏振光正交的线偏振光。因此,经偏振光选择反射片16和第2偏振片15,光通过到液晶板背面(B侧),从而由A侧观看时成为暗显示状态。
这样在反射片设置区和非反射片设置区使液晶层13的单元厚度不同,对通过的光授给不同的相位差,从而在反射片设置区和非反射片设置区同时实现黑白显示,并且将两者的反射用于显示,成功实现亮反射型显示。又通过将反射片设置区的滤色片171b做成透明,在进一步提高反射光亮度方面取得成功。
接着,液晶层13上施加电压时,液晶上升,入射光的偏振状态不变。因此,通过第1偏振片14的线偏振光在反射片设置区和非反射片设置区都维持该偏振状态不变地受到反射后,又通过第1偏振片14,从而由A侧观看时,成为亮显示状态。
这里,说明将液晶显示器件7当作反射型显示器件从A侧观看时的反射特性的评价结果。
首先,作为参考测量,示出没有图7的反射片161的结构中测量反射率的结果。用于测量的组成中,液晶板为透射部的开口率等于66%并且反射片161的开口率等于0%,偏振光反射片16为住友3M公司制造的“D-BEF”(商品名)。对此组成,用能测量扩散光入射中的亮度的测量设备(美能达公司制的“CM-572”(测量设备名))测量反射率的结果为2.2%。
接着,示出图17的液晶显示器件7中测量反射率的结果。用于测量的组成中,液晶板为透射部的开口率等于66%并且反射片161的开口率等于13.5%,偏振光反射片16为住友3M公司制造的“D-BEF”(商品名)。用与参考测量相同的测量设备测量反射率的结果为3.9%。
从上述结果可知,液晶显示器件7中,反射率为参考测量中的约2倍,可认为这是以下的原因带来的。装在第2玻璃衬底12外部的偏振光选择反射片16反射的光由于液晶板的玻璃厚度造成的视差,有可能通过不同色的滤色片,这时该光大部分被吸收,从而变暗。反之,反射片161反射的光必然通过同色的滤色片,因而获得效率高的反射。
接着,用图18说明从B侧观看的情况。这里,相对于液晶板非透射部分的反射片设置区中,到达反射片161的光对透射型显示无贡献,因而省略说明该部分的工作。首先,说明液晶层13不施加电压或施加足够低的电压的状态。作为外光和前照明光的无偏振光通过第1偏振片14,从而变成线偏振光。图18的第1偏振片14穿透对纸面平行且横向的线偏振光。通过非反射片设置区的可透射部分的光通过液晶层13,因而获得大致π的相位差,到达偏振光选择反射片16时成为与入射时的偏振光正交的线偏振光。因此,该光通过偏振光选择反射片16和第2偏振片15,穿透到液晶板背面(B侧),从而由B侧观看时成为亮显示状态。
接着,液晶层13上施加电压时,液晶上升,入射光的偏振状态不变。因此,通过第1偏振片14的线偏振光在反射片设置区和非反射片设置区都维持该偏振状态不变地受到反射后,又通过第1偏振片14,从而由B侧观看时,成为暗显示状态。
光从B侧入射,则第2偏振片15使该光成为线偏振光,穿透偏振光选择反射片16。在不加电压或加低电压的状态下,该线偏振光在液晶层13扭转90度后,成为与第1偏振片14的透射轴平行的线偏振光,穿透第1偏振片14。在施加电压的状态下,该线偏振光按原样到达第1偏振片14,被第1偏振片14吸收。
这样,与已有技术不同,对液晶层13仅在B侧配置偏振光选择反射片16,因而对液晶层13没有来自A侧的反射光。这时,从B侧入射后穿透第2偏振片15的光中,由于第2偏振片15的吸收,不包含与第2偏振片15的透射轴正交的方向的线偏振光,所以没有受偏振光选择反射片16反射后返回到B侧的光。
因此,将A侧入射的光用于显示并从B侧观看时的暗显示的状态下,能使B侧入射的光不反射回来,从而不仅在暗处,而且在亮处,黑显示均良好。结果,液晶显示器件7能在亮处和暗处都良好地进行黑显示。
根据液晶显示器件7,对第2玻璃衬底12在B侧配置偏振光选择反射片16,从而与在第1玻璃衬底11和第2玻璃衬底12的内侧配置偏振光选择反射片16相比,能使产品的可靠性提高,同时还能进行因配置方便而有利的制造工序。在液晶层13与第2玻璃衬底12之间设置光的非透射区,但又配置上述偏振光选择反射片16,又具有反射片161,使从A侧往B侧通过液晶层13的光反射,因此,从A侧观看反射型显示时,反射片16上能反射受非透射区遮挡而不到达偏振光选择反射片16的光,可确保显示明亮。具有滤色片时,用反射片161的反射光能补偿偏振光选择反射片16上反射的光被与入射的滤色片不同的滤色片吸收造成的亮度降低。
根据液晶显示器件7,从A侧观看时的亮显示状态下,液晶层13控制通过的光的偏振状态,使从第1偏振片14的A侧入射后在反射片161上反射的光和从第1偏振片14的A侧入射后在偏振光选择反射片16上反射的光再次穿透第1偏振片14,因而有助于反射片161反射的光和偏振光选择反射片16反射的光同时明亮显示。因此,能确保反射型显示的亮度。
从A侧观看时的暗显示的状态下,液晶层13控制通过的光的偏振状态,使从第1偏振片14的A侧入射后在反射片161上反射的光和从第1偏振片14的A侧入射后往偏振光选择反射片16的光不再次穿透第1偏振片14,因而有助于反射片161反射的光和偏振光选择反射片16反射的光同时黑显示。因此,能实现暗显示状态,不存在问题。
根据液晶显示器件7,从A侧穿透第1偏振片14的光变成透射轴方向的线偏振光,但在亮显示状态下,液晶层13使该光的偏振状态大致不变,因而到达偏振光选择反射片16的光被反射,与反射片161反射的光合在一起,再次穿透第1偏振片14。
暗显示状态下,液晶层13进行控制,使偏振光相位差在穿透第1偏振片14的状态时为零,并且从第1偏振片14往反射片161的光的通过结束点上为大致π/2,因而光成为圆偏振光后到达反射构件。反射片161反射的光成为反向圆偏振光,因而通过液晶层13进行控制,使从反射片161往第1偏振片14的光的通过结束点上该相位差为大致π,成为与透射轴方向正交的吸收轴方向的线偏振光,到达第1偏振片14,被第1偏振片14吸收。液晶层13又进行控制,使上述相位差在从第1偏振片14往偏振光选择反射片16的光的通过结束点上为大致π,因而光成为第2偏振状态后到达偏振光选择反射片16,并穿透偏振光选择反射片16。
由此,反射型亮显示状态下,能确保显示亮度,同时还能实现暗显示状态,不存在问题。
根据液晶显示器件7,液晶层13在反射片设置区和非反射片设置区中,单元厚度的比率为1比2,因而能保持使两个区的液晶层13为同一类型(ECB液晶),仅按单元厚度不同实现考虑两个区中光的往返的偏振状态控制。
根据液晶显示器件7,液晶层13上不加电压时或加低电压时等那样,在显示常规状态下,偏振光选择反射片16使从A侧到达的光大部分透射,第1偏振片14吸收受反射片161反射后到达的大部分光,第2偏振片15使从A侧到达的光大部分透射。又,液晶层13上施加足够高的电压时等那样,在显示的最大驱动状态下,偏振光选择反射片16使从A侧到达的光大部分反射,第1偏振片14使反射片161反射后到达的光大部分透射。
因此,从A侧观看反射型显示时成为常黑,从B侧观看透射型显示时成为常白。透射型常规状态下的黑显示质量一般比反射型差,依赖于制造工序,但利用上述组成结构,变成以驱动状态进行透射型中的黑显示。这样,使透射型中进行的黑显示良好,不依赖于制造工序,从而能使对比度提高。
反射型显示中,反射片设置区和非反射片设置区在常规状态同时进行黑显示,在最大驱动状态同时进行白显示。因此,即使1个像素包含两个区域,也能使像素的两个区域中黑显示和白显示一致,从而可实现良好的显示。
实施方式7根据图19至图22说明本发明另一实施方式如下。
图19示出本实施方式的1像素103的梗概俯视图,图20示出显示器件局部的梗概截面图。构成显示媒体的显示区的本实施方式的1像素103至少划分成第1区101和第2区102。将第1区101形成在1像素103的区域内的光透射区上,进行透射型显示和反射型显示。将第2区102形成在1像素103的区域内的光非透射区上,仅进行反射型显示。
根据本实施方式的像素组成结构,不利用像素划分形成反射型显示区和透射型显示区,因而可提高光的利用效率。
接着,用图29说明显示原理。
图20是从侧面看1像素103的图。至少在对第1区101的显示媒体的B侧(第2侧)设置偏振光选择反射层(选择反射手段、偏振光选择反射手段)105。这里,设置偏振光选择反射层105,使其跨越对第1区101的显示媒体的B侧和对第2区102的显示媒体的B侧。对偏振光选择反射层105在A侧设置信号用布线104。在第2区102对信号用布线104在A侧设置反射构件(反射手段)106。
本实施方式的情况下,偏振光选择反射层105具有使对纸面平行且横向的线偏振光透射,并且使对纸面垂直的线偏振光反射的功能。反射构件106将从A侧往B侧通过且入射的光反射到A侧,不依赖于偏振状态。
对第1区101进行说明。即,如图20所示,光从A侧往B侧入射后,在偏振光选择反射层105变成对纸面平行且横向的线偏振光的状态(第2状态、第2配置状态)时,入射的光通过偏振光选择反射层105。这时,从B侧看的透射型显示由于入射光到达观看者,成为亮显示状态;从A侧看的反射型显示由于入射光不到达观看者,成为暗显示状态。
另一方面,光从A侧往B侧入射后,在偏振光选择反射层105变成对纸面垂直的线偏振光的状态(第1状态、第1配置状态)时,入射的光在偏振光选择反射层105反射。这时,从B侧看的透射型显示由于入射光不到达观看者,成为暗显示状态;从A侧看的反射型显示由于入射光反射,到达观看者,成为亮显示状态。
接着,说明第2区102。第2区102仅有助于从A侧看的反射型显示,与从B侧看的透射型显示无关。因此,需要设定第2区102的亮显示状态和暗显示状态如下。
设定成第1区101的A侧的反射型显示是暗显示时,第2区102的A侧的反射型显示同时成为暗显示,而且第1区101的A侧的反射型显示是亮显示时,第2区102的A侧的反射型显示同时成为亮显示。这时,从A侧看的反射型显示成为将第1区101的显示和第2区102的显示合在一起的显示。本实施方式中,暗显示状态和亮显示状态在第1区101和第2区102都一致,因而将它们合在一起的显示良好,不相互抵消。
又通过仅在显示媒体的光非透射区形成第2区102的反射构件106,不牺牲从B侧看的透射型显示的亮度。因此,在从B侧看的透射型显示中,能最大限度提高光的利用效率,可进行明亮且可视性高的显示。
这样,本实施方式的显示器件可进行透射型显示,将A侧入射到第1区101的光控制成对纸面平行的线偏振光的状态,使其穿透偏振光选择反射层105,用于对显示媒体的B侧上的显示。本实施方式的显示器件可进行第1反射型显示,将A侧入射到第1区101的光控制成对纸面垂直的线偏振光的状态,使其受偏振光选择反射层105反射,用于对显示媒体的A侧上的显示。本实施方式的显示器件还可进行第2反射型显示,使A侧入射到第2区102的光受到反射构件106反射后,用于对显示媒体的A侧上的显示。
接着,偏振光选择反射层105上的偏振状态和反射构件106上的偏振状态对显示的对比率影响大,因而研究各状态下的偏振椭圆率与对比率的关系。
图21示出反射构件106上的偏振椭圆率与从A侧看的第2区102的显示的对比率的关系。从图21可知,第2区102的反射构件106上的椭圆率大于或等于0.7时,能实现大于或等于5的对比率,可进行良好显示。
图22示出偏振光选择反射层105上的偏振椭圆率与从B侧看的第1区101的显示的对比率的关系。从图22可知,第1区101的选择反射层105上的椭圆率小于或等于0.3时,能实现大于或等于10的对比率,可进行良好显示。只要是控制偏振的显示媒体,这些椭圆率与对比率的关系都能得到同样的结果。这时,从A侧看的第1区101的显示对从B侧看的显示改换暗显示状态和亮显示状态,因而从B侧看的透射型显示如果良好,从A侧看的反射型显示就良好。从图22还可知,第1区101的选择反射层105上的椭圆率小于或等于0.22时,能实现大于或等于20的对比率,可进行更好显示。
作为实现这种偏振状态用的一个例子,需要调整第1区的显示媒体和第2区的显示媒体。作为其具体手段,可使显示媒体的类型在第1区和第2区中不同,但如果以在第1区内设置绝缘层等方式将第1区的显示媒体的厚度设定成比第2区的显示媒体的厚度大,即使不改变显示媒体的类型,也能方便地使两个显示区的偏振状态匹配。
实施方式8根据图23至图32说明本发明又一实施方式如下。
图23以图解的方式示出本实施方式的液晶显示器件(显示器件)200的组成。液晶显示器件200具有第1玻璃衬底201、第2玻璃衬底202、液晶层203、第1偏振片204和第1光补偿元件205组成的椭圆偏振片、第2偏振片207和第2光学补偿元件209和偏振光选择反射片208组成的椭圆偏振片、光散射层206、滤色片210a和210b、遮光膜211、透明电极214、开关元件215、光源212、导光片213以及反射片218。形成第1玻璃衬底(透明衬底)201与第2玻璃衬底(透明衬底)202之间夹持液晶层203的组成结构,并且将夹持液晶层203的两侧中从液晶层203往第1玻璃衬底201方的一侧作为A侧(第1侧),从液晶层203往第2玻璃衬底202方的一侧作为B侧(第2侧)。光源212和导光片213构成前照明。将前照明设在液晶显示器件200的A侧最顶端,并且导光片203将光源212发的光往B侧照射。液晶层(显示媒体、90度双扭式向列相液晶层)203是90度TN型的。
将第1偏振片(第1偏振手段)204设在第1玻璃衬底201的A侧表面,该偏振片具有按规定朝向设定的透射轴,仅透射成为透射轴方向的线偏振光分量的光。由前照明对第1偏振片204入射无偏振的光时,形成平行于第1偏振片204的透射轴方向的线偏振光并透射。作为第1偏振片204,采用高分子树脂膜混入碘、双色性染料等吸收体并加以延伸从而使吸收体取向的材料。作为偏振片材料,即使上述以外的材料,只要是使无偏振光形成线偏振光的,任何材料均可。
将第2偏振片(第2偏振手段)207设在第2玻璃衬底202的B侧表面,其透射轴的方向与第1偏振片204大致正交。在第2玻璃衬底202与第2偏振片207之间设置偏振光选择反射片(选择反射手段、偏振光选择反射手段)208。偏振光选择反射片208在入射到本身的线偏振光的偏振方向与反射轴平行时,将该光作为第1偏振状态(第1状态、第1方向线偏振状态)的光加以反射,而在偏振方向与透射轴平行时,将该光作为第2偏振状态(第2状态、第2方向线偏振状态)的光加以透射。偏振光选择反射片208的反射轴与透射轴相互正交。偏振光选择反射片208的反射轴是处在与第1偏振片204的透射轴平行的方向,偏振光选择反射片208的透射轴与第1偏振片204的透射轴大致正交。本实施方式中采用通过层叠高分子膜而制成的已知偏振光选择反射片。只要是使一线偏振光透射而另一线偏振光反射的偏振光选择反射片,均可。
将第1光学补偿元件(光学补偿手段)205设在第1玻璃衬底201与第1偏振片204之间。将第2光学补偿元件(光学补偿手段)209设在第2玻璃衬底202与偏振光选择反射片208之间。在第1玻璃衬底201的A侧以对第1偏振片204和第1光学补偿元件的顺序为任意的方式设置光散射层206。
滤色片110a在第1玻璃衬底201的B侧分别设置3基色RGB,滤色片201b上配置透明滤色片。反射片218将入射的光反射,不依赖于偏振状态。将反射片208设在衬底内设置的绝缘树脂层216上与上述滤色片110b大致对置的区域。滤色片210b相对于RGB滤色片210a,把厚度设定大,并且将滤色片210b部分的单元厚度设定成其它部分的单元厚度的约1/2。这里,通过改变滤色片210b的厚度控制单元厚度,但也可通过在绝缘树脂层216设置阶梯,控制单元厚度。这里,为了提高不依赖于偏振状态的反射片218的可视性,在绝缘树脂膜216上设置微细凹凸。遮光膜211与滤色片210a、210b相邻,设在与部分布线和不存在像素电极的部分对置的区域,遮挡从A侧往B侧透射的光。
将透明电极214分别设在第1玻璃衬底201上的滤色片210a、210b和遮光膜211的B侧表面和第2玻璃衬底202上的A侧表面。作为透明电极材料,采用ITO(由氧化铟和氧化锡组成的合金)。作为透明电极材料,采用其它具有导电性的金属膜,也相同。本实施例中,记述采用由金属组成的透明电极材料的例子,但金属以外的树脂、半导体等具有透明性的材料也可。还可适当具有进行布线连接用的接触部217。将开关元件215设在第2玻璃衬底202的A侧表面,该元件是为驱动各像素而进行切换的TFT等有源元件。
上述液晶显示器件200中,滤色片210a和与其对置的区域是成为光透射区的第1区220,相当于实施方式7的第1区101。滤色片210b和与其对置的区是第2区219,相当于实施方式7的第2区102。由对反射片218设在B侧的开关元件215和布线等构成第2区219中光非透射区。
具体说明本实施方式那样液晶层203为90度TN时的光学设计。本实施方式的液晶显示器件200同时满足从A侧看的反射型显示和从B侧看的透射型显示两者的显示质量。
从A侧看的反射型显示相当于观看显示器件的第2区219和第1区220两者,从B侧看的透射型显示相当于仅观看第1区220。换言之,第2区219仅对从A侧观看的反射型显示有贡献,第1区220对从A侧观看的反射型显示和从B侧观看的透射型显示都有贡献。
首先,具体说明对第2区219的反射型显示的光学设计。
本实施方式中,将从A侧观看的反射型显示取为常黑,将从B侧观看的透射型显示取为常白。作为常黑的反射型显示的第2区219中,为了取得高对比率,最好通过第1偏振片204的线偏振光在反射片218上变成圆偏振光。该情况下,反射的光再次到达第1偏振片204时,变成与入射时大致正交的线偏振光,受到第1偏振片205遮挡。
然而,如图24所示,具有各种光程差的已有90度TN中,线偏振光按其原样入射到液晶层203的情况下,不加电压时在反射片218上只形成椭圆率小于或等于0.54的偏振。该情况下,反射的光再次到达第1偏振片204时不变成与入射时大致正交的线偏振光,其中大量通过第1偏振片204,得不到良好的遮光状态。图24中,即使是最接近圆偏振的条件,其椭圆率为0.54,也不能满足实施方式7所示获得良好显示的反射片106上的大于或等于0.7的椭圆率。
因此,本实施方式中,用第1光学补偿元件205预先将通过第1偏振片204的线偏振光变换成椭圆偏振光后,使其入射到90度TN的液晶层203,从而设定成在反射片218上成为椭圆率大于或等于0.7的偏振光。然而,预先将通过第1偏振片204的线偏振光变换成椭圆偏振光方面存在限制,其原因如下。
第1区220中常白的透射型显示如上文所述那样设置90度TN中本来不需要的第1光学补偿元件205,因而为了对其进行补偿,需要以光程差与第1光学补偿元件205相等且光学上与其正交的状态在偏振光选择反射片208上设置第2光学补偿元件209。
这时,第2光学补偿元件209也有使线偏振光成为椭圆偏振光的功能,这使透射型显示的对比率降低,因而作为使用的第2光学补偿元件209,以使用只能尽量将线偏振光变换成椭圆率小的椭圆偏振光的为佳。这里,为了将使线偏振光变换成尽可能小的椭圆率的椭圆偏振光的元件用作第1光学补偿元件209,第1光学补偿元件205也需要使用只能尽量将线偏振光变换成椭圆率小的椭圆偏振光的元件。因此,需要选择仅用90度TN液晶层就在反射片218上形成椭圆率尽可能接近1的偏振光的90度TN液晶层。
图25示出由第2偏振片207、第2光学补偿元件209和偏振光选择反射片208组成的椭圆偏振片的椭圆率与透射型显示的对比率的关系。从图25可知,为了实现形成良好透射型显示的大于或等于10的对比率,需要第2光学补偿元件209只将线偏振光变换成椭圆率小于或等于0.3的偏振光。因此,也需要使第1偏振片204和第1光学补偿元件205组成的椭圆偏振片的椭圆率小于或等于0.3。
图26示出使右圆偏振光入射到光程差不同的90度TN时的出射光的椭圆率。这时,通过使用变换成椭圆率与出射光椭圆率相同的偏振光的椭圆偏振片,在反射片218上形成圆偏振光。从图26可知,光程差接近250nm使椭圆率最小,使用的第1光学补偿元件205和第2光学补偿元件209的椭圆率变小,并且可维持透射型显示的对比率。使用椭圆率小于或等于0.3的上述第1光学补偿元件205组成的椭圆偏振片时,能变换成椭圆率为1的圆偏振的范围的第2区219的90度TN的光程差大于或等于150nm、小于或等于320nm。而且,使用椭圆率小于或等于0.3的上述第1光学补偿元件205组成的椭圆偏振片时,能变换成椭圆率大于或等于0.7的偏振的范围的第2区219的90度TN的光程差大于或等于150nm、小于或等于340nm。
上述液晶显示器件200在表示液晶层203的介质各向异性的Δε为正的情况下,从A侧观看的反射型显示为黑显示时,液晶层203上施加OFF电压,即驱动电压中的最低电压。这时,从A侧入射到第1区220的光在偏振光选择反射片208上变成具有与偏振光选择反射片208的透射轴平行的长轴的椭圆偏振光或线偏振光。入射到第2区219的光在反射片218上变成椭圆偏振光或圆偏振光。因此,使用第1区220和第2区219两者的反射型显示中,能高精度地使两者的黑显示一致,良好地进行黑显示。
反之,液晶层203的Δε为负的情况下,从A侧观看的反射型显示为黑显示时,液晶层203上施加ON电压,即驱动电压中的最高电压。这时,从A侧入射到第1区220的光在偏振光选择反射片208上变成具有与偏振光选择反射片208的透射轴平行的长轴的椭圆偏振光或线偏振光。入射到第2区219的光在反射片218上变成椭圆偏振光或圆偏振光。因此,使用第1区220和第2区219两者的反射型显示中,能高精度地使两者的黑显示一致,良好地进行黑显示。
另一方面,第1区220是常白的90度TN,由于施加足够的电压,与液晶层203的光程差的值无关,而且第1光学补偿元件205与第2光学补偿元件209具有光程差大致相等且滞后轴正交的关系,因而能进行良好的黑显示。然而,如图27所示,不加电压时的透射率依赖于液晶层203的光程差,透射率高是在400nm的情况下。
利用上述光学设计,制成液晶显示器件200。详细而言,将液晶层203制作成第2区219的单元厚度为2.8μm,第1区220的单元厚度为5.6μm。第1玻璃衬底201和第2玻璃衬底202上的取向处理为平行取向,用真空注入法等方法填充Δn=0.089且自发间距左旋的100μm的液晶组成物。
第2区219的液晶层203是光程差为250nm的90度TN,对其从反射片218入射圆偏振光时的出射光的椭圆率为0.18,椭圆的长轴将下侧衬底研磨方向作为0度、反时针旋转方向作为正向时为-70度。各光学元件的设定中,将光程差为138nm的第1光学补偿元件205的滞后轴设定成平行于从第2区219的反射片218入射圆偏振光时出射的椭圆偏振光的长轴,并将第1偏振片204的吸收轴或透射轴与第1光学补偿元件205的滞后轴的夹角设定成-10度。另一方面,第2光学补偿元件209,其光程差为138nm,其滞后轴与第1光学补偿元件205的滞后轴具有大致正交的关系。偏振光选择反射片208的反射轴与第2偏振片207的吸收轴具有大致平行的关系,第2偏振片207的吸收轴与第1偏振片的吸收轴具有大致正交的关系。
图28和图29示出从利用上述方法制成的本实施方式的液晶显示器件200的A侧看的反射型显示和从B侧看的透射型显示的光电特性。图28、图29中,实线示出本实施方式的液晶显示器件200的特性,虚线作为比较例示出已有的不用光学补偿元件的显示器件的特性。图31示出本实施方式中各光学轴的设定角。
本实施例中,为了将线偏振光变换成椭圆偏振光,将光程差为138nm的λ/4片用作第1光学补偿元件205,但不限于此,也可用通过改变光程差本身而变换成椭圆偏振光的方法,该情况下通过适当优化各光学轴的轴设定,能获得与本实施方式相同的效果。
接着说明的情况为液晶显示器件200中,将多片光学元件组成的叠层型元件用作第1光学补偿元件205,以便在反射片218上用可见光区的较大范围形成圆偏振光。
作为一个例子,图32示出使用由光程差为138nm的光学补偿元件205a和光程差为275nm的光学补偿元件205b组成的第1光学补偿元件205、以及由光程差为138nm的光学补偿元件209a和光程差为275nm的光学补偿元件209b组成的第2光学补偿元件209时的各光学轴的设定角。该情况下,反射型的对比率进一步提高,图30示出其光电特性。图30中,实线示出图32的组成带来的液晶显示器件200的特性,虚线作为比较例示出已有的不用光学补偿元件的显示器件的特性。
实施方式9根据图23、图33至图41说明本发明另一实施方式如下。
本实施方式的显示器件对图23的液晶显示器件200将液晶层203取为均匀取向,例如是ECB(Electrical controlled birefringence电控双折射)型的液晶。该液晶层203对入射到本身后通过的偏振光授给相位差。这里,将液晶层203设定成不施加电压或施加足够低的电压下,在第1区220授给λ/2的相位差,并且在第2区219授给λ/4的相位差。
接着,说明该液晶显示器件200的一般光学设计。液晶显示器件200同时满足从A侧看的反射型显示和从B侧看的透射型显示两者的显示质量。从A侧看的反射型显示相当于观看液晶显示器件200的第2区219和第1区220两者,从B侧看的透射型显示相当于仅观看第1区220。换言之,第2区仅对从A侧看的反射型显示有贡献,第1区220对从A侧看的反射型显示和从B侧看的透射型显示都有贡献。
首先,对第2区219的反射型显示进行研究。
液晶显示器件220的制作中,将液晶层203制成第2区219中的单元厚度为2.5μm、第1区220中的单元厚度为5.0μm。将第1玻璃衬底201和第2玻璃衬底202上的取向处理取为平行取向,并且用真空注入法填充Δn=0.065的液晶组成物。
使用按上述方法制成的液晶显示器件200研究第2区219的反射型显示。使第1光学补偿元件(光学补偿手段、第1光学补偿手段)205的光程差R1变化,对第1光学补偿元件205的滞后轴与液晶层203的液晶分子导向轴正交的情况和平行的情况测量反射率和对比率。图33示出其结果。液晶层203的光程差是作为施加驱动电压中最低电压(OFF电压)状态的不加电压状态的光程差。将第2区219的液晶层203的光程差取为Rr。Rr-R1的区域为第1光学补偿元件205的滞后轴与液晶层103的液晶分子导向轴正交的情况,对通过光授给比液晶层203的光程差Rr小第1光学补偿元件205的光程差R1份额的光程差所对应的相位差。Rr+R1的区域为第1光学补偿元件205的滞后轴与液晶层103的液晶分子导向轴平行的情况,对通过光授给液晶层203的光程差Rr加第1光学补偿元件205的光程差R1份额而得到的光程差所对应的正交分量之间的相位差。
这里,如果反射率大于或等于8%、对比率大于或等于5,就可进行良好的显示。图33中用细实线所示的反射率和用粗实线所示的对比率都满足上述的值的是限定的区域。其限定的情况为满足第1光学补偿元件205的滞后轴与液晶分子导向轴具有正交关系的区域中Rr-R1大于或等于-175nm、小于或等于-105nm的区域或第1光学补偿元件205的滞后轴与液晶分子导向轴具有正交关系的区域中Rr+R1大于或等于100nm、小于或等于170nm的区域。这时,第2区219上形成的反射片218上的偏振光椭圆率大于或等于0.7。
对处在图33所示的Rr-R1或Rr+R1为最佳的两个区域的Rr-R1=-137nm和Rr+R1=133nm的情况,图34至图37分别示出使第2光学补偿元件(光学补偿手段、第2光学补偿手段)209的光程差R2变化时从B侧看的透射型显示中液晶层203不加电压状态的透射率和对比率。图34至图37的曲线上记载的平行和正交意味着第2光学补偿元件209的滞后轴与液晶层203的液晶分子导向轴的关系。这些图中,第1区220的液晶层203的光程差Rt随第2区219的光程差Rr、液晶层203的厚度差而不同。
图34是Rr-R1=-137nm时的曲线,示出第1偏振片204和第2偏振片207中,透射轴或吸收轴具有正交关系的情况。图35是Rr-R1=-137nm时的曲线,示出第1偏振片204和第2偏振片207中,透射轴或吸收轴具有平行关系的情况。图34和图35分别对第2光学补偿元件209的滞后轴与液晶分子导向轴正交的情况和平行的情况,示出测量透射率和对比率的结果。Rt-R1-R2的区域表示第2光学补偿元件209的滞后轴与液晶分子导向轴正交的情况,Rt-R1+R2的区域表示第2光学补偿元件209的滞后轴与液晶分子导向轴平行的情况。这里,如果透射率大于或等于8%、对比率大于等于10,就能进行良好的显示。
图34中用细实线所示的反射率和粗实线所示的对比率都满足上述的值的是限定的区域,存在于第2光学补偿元件209的滞后轴与液晶分子导向轴具有平行关系的区域,并且Rt-R1+R2大于或等于190nm、小于或等于300nm。
图35中用细实线所示的反射率和粗实线所示的对比率都满足上述的值的是限定的区域,在第2光学补偿元件209的滞后轴与液晶分子导向轴具有平行关系的区中,是Rt-R1+R2大于或等于25nm、小于或等于50nm的区域。在第2光学补偿元件209的滞后轴与液晶分子导向轴具有垂直关系的区中,是Rt-R1-R2大于或等于-50nm、小于或等于25nm的区域。
图36是对Rr+R1=133nm的结果,示出第1偏振片204和第2偏振片207中,透射轴或吸收轴具有正交关系的情况。图37是对Rr+R1=133nm的结果,示出第1偏振片204和第2偏振片207中,透射轴或吸收轴具有正交关系的情况。对第2光学补偿元件209的滞后轴与液晶分子导向轴正交的情况和平行的情况,测量透射率和对比率。Rt-R1-R2的区域表示第2光学补偿元件209的滞后轴与液晶分子导向轴正交的情况,Rt-R1+R2的区域表示第2光学补偿元件209的滞后轴与液晶分子导向轴平行的情况。这里,如果透射率大于或等于8%、对比率大于等于10,就能进行良好的显示。
图36中用细实线所示的反射率和粗实线所示的对比率都满足上述的值的是限定的区域,存在于第2光学补偿元件209的滞后轴与液晶分子导向轴具有正交关系的区域,并且Rt-R1+R2大于或等于190nm、小于或等于300nm。
图37中用细实线所示的反射率和粗实线所示的对比率都满足上述的值的是限定的区域,存在于第2光学补偿元件209的滞后轴与液晶分子导向轴具有正交关系的区域,并且Rt-R1+R2大于或等于-50nm、小于或等于50nm的区域。
图34至图37示出从第1区220的从B侧看的透射型显示的特性,同时还示出从A侧看的反射型显示的特性。从A侧看的反射型显示是从B侧看的透射型显示的亮暗(黑白)的翻转显示。即,从第1区220的A侧看的透射型显示的特性良好,从第1区220的B侧看的反射型显示的特性就同时也良好。
本实施方式中,说明了液晶层203的第2区219的光程差Rr为162.5nm、第2区220的光程差Rt为325nm的情况,但光程差Rr、Rt不限于此。
接着,说明上述液晶显示器件200的具体光学设计值。与上文所述相同,液晶显示器件200的制作中,将液晶层203制作成第2区219的单元厚度为2.5μm,第1区220的单元厚度为5.0μm。第1玻璃衬底201和第2玻璃衬底202上的取向处理为平行取向,用真空注入法等方法填充Δn=0.065的液晶组成物。第1光学补偿元件205中,使用材料为PVA(聚乙烯咔唑)且其光程差R1为300nm的高分子膜。此外,设置第1光学补偿元件205,使液晶分子导向轴与第1光学补偿元件205的滞后轴的夹角为90度。
第2光学补偿元件209中,使用材料为PVA(聚乙烯咔唑)且其光程差R2为220n m的高分子膜。设置第2光学补偿元件209,使液晶分子导向轴与第2光学补偿元件209的滞后轴的夹角为0度。如图38所示,设置成第1偏振片204的透射轴与第1光学补偿元件205的夹角为45度,使偏振光选择反射片208的透射轴与第2偏振片207的透射轴一致,而且设置成这些透射轴与第1偏振片204的透射轴形成正交关系。
也可设置成第1偏振片204的吸收轴与第1光学补偿元件205的滞后轴的夹角为45度,使偏振光选择反射片208的反射轴与第2偏振片207的吸收轴一致,而且设置成这些吸收轴与第1偏振片204的吸收轴形成正交关系。
下面示出用以上的光学设计值的液晶显示器件200的显示特性测量结果。
分别在图39和图40示出从A侧看的反射型显示的光电特性和从B侧看的透射型显示的光电特性。图39示出液晶层203施加的电压与反射率的关系,图40示出液晶层203施加的电压与透射率的关系。判明图39所示的反射型显示、图40所示的透射型显示都实现足够的亮度和对比率。从A侧看的反射型显示是常黑型,从B侧看的透射型显示是常白型,但本实施方式的液晶显示器件200其结构上不同时从A侧和B侧观看,因而可利用黑白翻转开关分别对A侧显示和B侧显示适时选择黑白。也可兼有图像左右翻转、图像上下翻转等的开关。
上述液晶显示器件200在表示液晶层203的介质各向异性的Δε为正的情况下,从A侧观看的反射型显示为黑显示时,液晶层203上施加OFF电压,即驱动电压中的最低电压。这时,从A侧入射到第1区220的光在偏振光选择反射片208上变成具有与偏振光选择反射片208的透射轴平行的长轴的椭圆偏振光或线偏振光。入射到第2区219的光在反射片218上变成椭圆偏振光或圆偏振光。因此,使用第1区220和第2区219两者的反射型显示中,能高精度地使两者的黑显示一致,良好地进行黑显示。
反之,液晶层203的Δε为负的情况下,从A侧观看的反射型显示为黑显示时,液晶层203上施加ON电压,即驱动电压中的最高电压。这时,从A侧入射到第1区220的光在偏振光选择反射片208上变成具有与偏振光选择反射片208的透射轴平行的长轴的椭圆偏振光或线偏振光。入射到第2区219的光在反射片218上变成椭圆偏振光或圆偏振光。因此,使用第1区220和第2区219两者的反射型显示中,能高精度地使两者的黑显示一致,良好地进行黑显示。在液晶层203上施加ON电压的状态下,获得上述各光程差Rr、Rt、R1、R2的关系。
但是,上述各椭圆偏振光椭圆率的控制不限于与实施方式8相同。
接着,说明液晶显示器件200具有的光散射层206的功能。
本实施方式的液晶显示器件200在从B侧看的透射型显示的情况下,在显示中不仅能利用来自前照明的光,而且能利用跨越前照明入射的来自周围的光,因而与已有的透射型显示器件不同,在明亮的环境下也能实现高质量的透射型显示。然而,周围反射来的光入射到液晶显示器件200的第1区200后,不散射地通过时,周围光的浓淡(例如室内地板、桌子的图案;室外地面的图案)按原样叠加在显示上。即,产生与穿越透明玻璃看桌子、地板、地面时相同的现象,使显示质量大为降低。通过使液晶显示器件200具有对光进行散射的功能,可达到避免该现象。因此,在液晶显示器件200设置光散射层206。另一方面,又对光散射层206适当选择散射强度,使该光散射层206不造成对比率降低。
液晶显示器件200的总散发度太大时,从A侧看反射型显示、从B侧看透射型显示的对比率都降低,使正面亮度下降。而且,从A侧看反射型显示,图像模糊显著。根据以上的观点,研究本实施方式的液晶显示器件200中最佳的散发度。散发度为50,使周围的光造成的图案重叠大致消除。还判明即使对比度高的图案,通过将散发度取为60,也得到消除。图41中,对与图23相同的显示器件上设置各种散发度不同的光散射层的情况,示出从A侧看的反射型显示的对比率和从B侧看的透射型显示的对比率的测量结果。
显示器件总散发度小的时候,虽然对比率高,但由于上述原因产生使用上的问题。在散发度大于90的情况下,对比度显著降低,存在实用上的问题。上文所述那样使反射型显示的对比率大于或等于5,透射型显示的对比率大于或等于10,则可进行实用上没有问题的显示,因而最好使散发度最大时为小于或等于95。
通过这些研究,判明显示器件总散发度大于或等于50、小于或等于95,最好是大于或等于60、小于或等于90时,能解决上述环境光造成的图案重叠和对比率降低。
因此,可设置光散射层206,使液晶显示器件200的总散发度大于或等于50、小于或等于95,或者大于或等于60、小于或等于90。通过使液晶显示器件200的任一构件(例如滤色片210a、第1玻璃衬底201、第2玻璃衬底202、绝缘树脂层216等)具有光散射功能,可省略光散射层206。
接着,说明光散射层206的设置位置与显示特性的关系。
首先,表1示出对液晶层203将光散射层206的设置位置取为A侧时和取为B侧时,分别测量显示器件200的对比率的结果。
表1

这时,作为光散射层206的散发度,采用80。对液晶层203在A侧设置光散射层206时,虽然成为从A侧看的显示的反射型显示的对比率低,但成为从B侧看的显示的透射型显示的对比率高。这种情况下,透射型显示的对比率降低比反射型显示的对比率降低显著。另一方面,对液晶层203在B侧设置光散射层206时,成为从A侧看的显示的反射型显示的对比率高,成为从B侧看的显示的透射型显示的对比率大为降低。判明实用上使透射型显示优先是上策,对液晶层203设置在A侧的方案使作为液晶显示器件200的功能提高。
从B侧看的透射型显示可利用周围的光,但这时周围的光根据环境,往往电场在水平方向振动的偏振光分量多,通过使第1偏振片204的透射轴与使用液晶显示器件200时的器件姿势的水平方向大致一致,可提高光的利用效率。
实施方式10根据图42至图52说明本发明又一实施方式如下。对具有与上述实施方式1说过的组成单元相同的功能的组成单元标注相同符号,省略其说明。
图42示出本实施方式的液晶显示器件(显示器件)300的截面组成。显示器件300具有第1玻璃衬底11、第2玻璃衬底12、液晶层13、第1偏振片14、第2偏振片15、偏振光选择反射片16、滤色片17、遮光膜18、透明电极19、开关元件20、光吸收层21、光源22、导光片23和光调制机构310。即,其组成对实施方式1中阐述的液晶显示器件1添加光调制机构310。
形成第1玻璃衬底11与第2玻璃衬底12之间夹持液晶层13的结构,将夹持液晶层13的两侧中从液晶层13往第1玻璃衬底11方的一侧当作A侧(第1侧),从液晶层13往第2玻璃衬底12方的一侧当作B侧(第2侧)。此液晶显示器件300是从A侧和B侧都能观看显示的双面显示器。
这样具有两个显示屏幕的双面显示器在一切环境下可从显示器件的两面观看显示。然而,一面为亮显示状态时另一面为暗显示状态,一面为暗显示状态时另一面为亮显示状态,对同样的显示数据总显示亮暗(黑白)翻转的图像。使该翻转图像的光保持不变时,在与观看者相反的一侧可对显示器件读取翻转图像。从透射显示方入射非常强的环境光时,可从反射显示方观看左右翻转的与透射显示方相同的显示状态。
这样,已有的具有两个显示屏幕的显示器件中,由于能从背面看到使用屏幕的显示,在隐私方面存在问题。本实施方式解决此问题,通过配备光调制机构310,对双面显示型显示器件不存在不供给使用者观看的背面显示的可视性,从而提供顾及保护隐私的显示器件。
将光调制机构(光调制手段)310对导光片23设在A侧。光调制机构310对液晶显示器件300中在A侧入射出射的规定的光,可按规定那样切换行进状态。
对液晶显示器件300的入射出射光中的出射光在没有光调制机构31时,用于A侧上的显示或B侧上的显示,形成可供给观看者的状态(包括翻转图像),并且往液晶显示器件300的外部行进。作为出射到液晶显示器件300的A侧的光,存在对液晶显示器件300从第1偏振片14往A侧的外部出射的光。
对液晶显示器件300的入射出射光中的入射光在没有光调制机构31时,为了用于A侧上的显示或B侧上的显示,取出规定偏振光之前往液晶显示器件300的内部行进。作为从A侧入射到液晶显示器件300的光,存在对液晶显示器件300从A侧的外部往第1偏振片14入射的光。其后,为了切换光的行进方向,光调制机构310在调制状态与非调制状态之间进行切换。可将光调制机构310配备在A侧和B侧的至少一方,下面说明将其设在A侧的情况。
从A侧观看液晶显示器件300时,使光调制机构310对供给A侧显示的偏振光(即从第1偏振片14出射到A侧的光)为非调制状态。光调制机构310在非调制状态下,对从第1偏振片14往A侧行进的光和从A侧往第1偏振片14行进的光形成均为透射状态的行进状态。这时,能利用前照明或外光在偏振光选择反射片16的反射光进行从A侧观看的显示。
另一方面,从B侧观看液晶显示器件300时,使光调制机构310对供给A侧显示的光偏振光(即从第1偏振片14出射到A侧的光)为调制状态。光调制机构310在调制状态下,对从第1偏振片14往A侧行进的光将成为普通透射状态的行进方向调制成形成不同状态的行进状态,使A侧不能识别图像。而且,对从A侧往第1偏振片14行进的光,可保持成为透射状态的行进状态不变,也可从成为透射状态的行进状态调制到成为不同状态的行进状态。这时,可利用外光或前照明在偏振光选择反射片16的透射光进行从B侧观看的显示。然而,通过将光调制机构310取为调制状态,从A侧不能识别B侧显示的翻转图像,所以使显示的可视性降低,能保护隐私。
接着,说明光调制机构310的具体组成。
图43所示的光调制机构310由第3玻璃衬底301、第4玻璃衬底302、光散射层303、一对透明电极304和305构成。从A侧往B侧,依次配置第3玻璃衬底301、透明电极304、光散射层303、透明电极304、光散射层303、透明电极304、第4玻璃衬底302。
光散射层303使用紫外线硬化式的高分子扩散型液晶(Polymer DispersedLiquid CrystalPDLC),在整个屏幕形成透明电极104。作为紫外线硬化式的高分子扩散型液晶的预聚液晶混合物,例如对以10∶90的重量比混合紫外线硬化材料(DIC公司制造,商品名为Mix C)和介质各向异性为负型的液晶(メルク公司制造,商品名为ZLI-4318)的混合物添加少量聚合触媒剂(チバ·ガィギ公司制造),从而获得。通过对该预聚物进行聚合,获得该高分子扩散型液晶。在封入液晶的两衬底表面的透明电极304上涂覆液晶对取向膜大致垂直取向的垂直取向膜。
入射到以上那样制作的高分子扩散型液晶层的光,根据施加的电压,其行进状态切换成散射状态和透射状态。这里,设定成不加电压时液晶层对光成为透明状态,而施加电压时液晶层成为调制状态。
上述例子中,将介质各向异性为负的材料用作液晶层用的液晶,将垂直取向膜用作取向膜,但液晶和取向膜不限于此,分别可用介质各向异性为正的液晶材料和水平取向的液晶材料,也可通过组合,使其为混合取向、弯曲取向等。
图43中,从B侧观看时,作为外光和前照明光的无偏振光通过第1偏振片14,从而变成线偏振光。横向(对纸面平行)的线偏振光穿透第1偏振片14。该线偏振光通过液晶层13,从而光旋转,扭转90度,成为纵向(对纸面垂直)线偏振光。设定成第1偏振片14的透射轴与偏振光选择反射片16的透射轴平行时,线偏振光在液晶层13扭转90度,与偏振光选择反射片16的透射轴正交地入射。由此,使线偏振光平行于偏振光选择反射片16的反射轴地入射。平行于反射轴入射的线偏振光被反射,再次在液晶层13扭转90度,恢复成原来的线偏振光,穿透第1偏振片14。
这样,使光不透射到B侧,从而实现暗显示状态,但同时从A侧观看时,显示此透射光的亮状态。B侧为亮显示状态下,周围的光从B侧入射时,作为横向线偏振光穿透第1偏振片14,使透射光保持不变,则在液晶显示器件300的A侧被观看为亮显示。
这里,对光散射层303施加电压时,光散射层303成为调制状态(图43的右侧),使穿透到液晶显示器件300的A侧的亮显示光正向散射,从而能使图像模糊。同时,从A侧入射到光调制机构310的无偏振状态的环境光在光散射层303受到正向散射。散射的无偏振状态的环境光在第1偏振片14变成平行于纸面的偏振光分量,能用于B侧上的显示。散射造成的图像可视性降低效应取决于显示图像的析像度、光散射层303在散射状态的散发度的值和液晶显示器件300与光散射层303的距离d。因此,最好散射状态的散发度大于或等于50。
添加光调制机构310带来的环境光对B侧显示的利用效率取决于光散射层303散射状态下的全光透射率,因而最好全光透射率大于或等于50%。
另一方面,不加电压时,光散射层303为非调制状态(图43的左侧),阻挡来自B侧的入射光,从而由A侧能观看使用前照明光或环境光的反射显示。
将A侧当作等待接收屏幕的使用状态下,在抑制耗电方面,光散射层303以本实施方式所示的“反向型PDLC”为佳,但不限于此。
还可设计机构,使其与切换A侧显示屏幕和B侧显示屏幕的使用联动地改变对透明电极304的电压施加状态,并切换光调制机构310的调制状态。
还可将光调制机构310配置在前照明的导光片23与第1偏振片14之间。这时,光调制机构310对导光片23位于液晶层13方。导光片23是照射显示用的光的光照射手段,将光源22出射的光作为入射到液晶显示器件300的光进行照射。光调制机构310由于配置在导光片23与第1偏振片14之间,将入射到本身的光作为对液晶显示器件300入射出射的光进行处理。
普通的前照明中,在照明点亮时,从配置光源的导光片一边的两角产生暗线。图52示出产生暗线的状态。图52(a)示出的状态为从B侧观看导光片23时,以看入对光源22的纵向正交的导光片23的两个侧面中的一个的角度进行观看时,暗线600从另一侧面与光源22的边界附近往导光片23的与光源22的相反侧端部倾斜地延伸。图52(b)示出的状态为与图52(a)中相反,用看入上述另一侧面的角度进行观看时,暗线600从上述一侧面与光源22的边界附近往导光片23的与光源22的相反侧端部倾斜地延伸。
所以从B侧观看受该光照射的液晶显示器件的情况下,前照明点亮时,此暗线造成显示性能降低。因此,上文所述那样,在前照明的导光片23与第1偏振片14之间配置光调制机构310,使该光散射层303为适当的散射状态,从而能防止在B侧观看时暗线造成的显示性能降低。同时,使作为非使用屏幕的A侧显示的可视性降低,因而还能保护隐私。
接着,用图44详细说明光调制机构310的另一具体组成。图44的光调制机构310由第3玻璃衬底301、第4玻璃衬底302、选择反射切换层320、一对透明电极304和305、λ/4片304和305构成。选择反射切换层320替换图43的光调制机构310的光散射层303,并将λ/4片303对第4玻璃衬底302配置在B侧。
这里,作为选择反射切换层320,使用宽带胆甾醇型液晶层,并且在整个屏幕形成透明电极304。调整该宽带胆甾醇型液晶层,使不加电压时成为有选择地反射可见光区的右圆偏振光的状态,加电压时成为对光为透明状态的非调制状态。
从A侧观看时(图44的右侧),往一对透明电极404施加电压,使选择反射切换层320为非调制状态,从而观看一如既往的A侧显示。反之,从B侧观看时(图44的左侧),使从对不需要的A侧的外部的可视性降低,还能在B侧的显示中重新利用构成A侧上的亮显示的光和从B侧穿透液晶显示器件300的光。即,从B侧观看时,线偏振光经第1偏振片14通过到液晶显示器件300的A侧,此线偏振光中包含前照明光带来的对A侧上的亮显示有贡献的光和从B侧入射到液晶显示器件300后通过的光。
这里,将第1偏振片14的透射轴设定成平行于纸面且为横向(将此方向取为0度,时钟左旋为+)。将λ/4片330的滞后轴设定成+45度,线偏振光通过λ/4片330后,成为右圆偏振光。通过使选择反射切换层320为不加电压的状态,有选择地仅反射右圆偏振光,因而不能从外部观看液晶显示器件300的A侧显示。受反射的右偏振光再次通过λ/4片330,恢复成原来的线偏振光。该线偏振光能穿透第1偏振片14,因而能重新用于B侧的显示。这时,对从A侧入射到光调制机构310的环境光也有选择地仅反射右圆偏振光,左圆偏振光则透射。透射的左圆偏振光经λ/4片330,变成与纸面垂直的光,被第1偏振片14吸收。
因此,图44的组成最好用于在B侧的显示中利用液晶显示器件300的A侧显示光优于利用环境光的情况下,也就是用于周围(A侧)的光弱的环境。
接着,用图45说明光调制机构310的另一具体组成。图45中,对液晶显示器件300的第1偏振片14而言,B侧部分与图44相同,因而省略。图45的光调制机构310的组成除λ/4片330的设定角度外,与图44相同。这里,将λ/4片330的滞后轴设定成+135度,使通过液晶显示器件300的第1偏振片的偏振光在λ/4片330成为左圆偏振光。
从A侧观看时(图45的右侧),为一对透明电极304施加电压,使选择反射切换层320为非调制状态,从而观看一如既往的A侧显示。反之,从B侧观看时(图45的左侧),由于不加电压,选择反射切换层320有选择地仅反射右圆偏振光。这时,通过液晶显示器件300的偏振光为圆偏振光,因而穿透选择反射切换层320,但从A侧入射到光调制机构310的环境光的约50%受到选择反射切换层320反射,因而如同以半透明反射镜观看,不能看到A侧显示(对比度显著降低)。同时,来自A侧的约50%剩余环境光(左圆偏振光)穿透选择反射切换层320,经λ/4片330,成为平行于纸面的线偏振光,穿透第1偏振片14,因而能用于B侧的显示。这时的环境光利用效率与无光学调制机构310时大致相同。
因此,与图44的组成相反,图45的组成最好用于周围(A侧)的光强的环境。
用图46说明可根据环境光的强度切换图44中说明的方法和图45中说明的方法的例子。已述标号的组成构件与上述的构件相同。图46的光调制机构310具有平行取向型向列相液晶层340(下文称为液晶层340)、第5玻璃衬底341、第6玻璃衬底342和整个面上形成的一对透明电极343和343,以代替图44和图45的λ/4片330。从A侧往B侧依次配置第5玻璃衬底341、透明电极343、液晶层340、透明电极343、第6玻璃衬底342。使液晶层340的液晶分子取向轴对第1偏振片14的透射轴为+45度,并设定成不加电压时Δnd为3λ/4。
环境光强时,液晶层340上不加电压。这时,穿透第1偏振片14且平行于纸面的偏振光由液晶层340获得Δnd=3λ/4的相位差,变成左圆偏振光。因此,A侧显示光穿透选择反射切换层320,但反射约50%的强环境光,形成如同半透明反射镜,从而保持隐私。同时,还能在B侧显示中利用强环境光透射的左圆偏振光。
另一方面,环境光弱时,在液晶层345上施加适当的电压,使液晶层345的光程差Δnd为λ/4。这时,与纸面平行的偏振光由液晶层340获得λ/4的相位差,成为右圆偏振光。因此,A侧显示光在选择反射切换层320上反射,从外部看不到,能再次用于B侧显示。
也可通过将液晶层340控制成其它光程差,控制椭圆率,使液晶层340成为根据环境光强度最有效利用光的手段。
接着,用图47和图48说明光调制机构310的又一具体组成。
图47示出与图42至图46所示的截面图正交的截面图。即,通过第1偏振片14的光是与纸面正交的偏振光。
图47的光调制构件310由第3玻璃衬底301、一对透明电极304和304、棱镜状构件400、液晶401构成。从A侧往B侧依次配置透明电极304、棱镜状构件400、液晶401、透明电极304、第3玻璃衬底301。
棱镜状构件400是在一对透明电极304和304夹持的空间利用丙烯类树脂制成的结构体。此结构体形成的形状为从一对透明电极304和304夹持的空间去除第3玻璃衬底301上与第1偏振片14的透射轴正交的方向排列多个与该透射轴平行地延伸且顶角约60度的三角柱的空间,并且使该柱的一个长方形侧面平行于第3玻璃衬底301,以等于三角形一边的长度(约100μm)为排列间距。
粘合该棱镜状构件400和形成透明电极304的第3玻璃衬底301,并且在空穴部填充液晶401。液晶401采用正型液晶ZLI-5049-100(MERCK公司制造),Δn=0.2027(对正常光的折射率no为1.5065,对异常光的折射率ne为1.7092)。这时,液晶分子取向为垂直纸面的方向的均匀取向。图48是图47的光调制机构310的立体图。第1偏振片14的透射轴与液晶401的分子取向平行。
观看A侧显示时,在上下一对的透明电极304上施加电压,使液晶分子作出响应(图47的左侧)。这时,穿透第1偏振片的垂直于纸面的偏振光按照液晶401对正常光的折射率no=1.5065行进。这里,丙烯类树脂的折射率为约1.5,因而该偏振光在液晶401与棱镜状构件400的界面上几乎无折射率差,一直行进。这时,光调制构件310成为光路非调制状态,将内部光路设定成不改变从第1偏振片14行进来的光的行进方向。
另一方面,在B侧观看时,作为不加电压的状态,使液晶分子垂直于纸面(图47的右侧)。这时,穿透第1偏振片14的垂直于纸面的偏振光按照液晶401对异常光的折射率ne=1.7092行进,这里,丙烯类树脂的折射率为约1.5,因而该偏振光按照液晶401与棱镜状构件400的界面上的折射率差产生反射和折射。这时,光调制机构301成为光路调制状态,将内部光路设定成使从第1偏振片14行进来的光的行进方向弯曲。
由此,不能观看A侧显示,同时从A侧入射的环境光在该界面上分成正常光和异常光后行进。这时,对垂直于纸面的偏振光的折射率由于液晶401的折射率大于棱镜状构件400的折射率,环境光在该界面不全反射,得到高效取入,可用于B侧显示。
接着,用图49和图50说明光调制机构310的另一具体组成。
如图49和图50所示,该光调制机构310使用以丙烯类树脂制作的间距约100μm的倒半圆柱型的圆片状构件402。图49是与图47同方向的截面图,图50是立体图。圆片状构件402使形成为了形成棱镜状构件400而从一对透明电极304和304夹持的空间去除的空间的三角柱串成为长方形截面与第3玻璃衬底301平行的的半圆柱串。半圆柱的延伸方向与第1偏振片14的透射轴平行,半圆的直径等于上述间距,约100μm。
观看A侧显示时,在上下一对的透明电极304上施加电压,使液晶分子作出响应(图49的左侧)。这时,光一直行进,与图47相同。此情况下,光调制构件310成为光路非调制状态,将内部光路设定成不改变从第1偏振片14行进来的光的行进方向。
另一方面,在B侧观看时,作为不加电压的状态,使液晶分子垂直于纸面(图49的右侧)。图48和图49的组成中,液晶401与圆片状构件402的界面形成曲面,来自液晶显示器件300的与纸面垂直的偏振光在该界面折射、反射,但由于使折射率为1.7092和1.5的界面,入射角大于或等于约60.7度的该偏振光产生全反射,能重新用于B侧。又由于来自A侧的环境光不产生全反射,得到取入,可用于液晶显示器件300的B侧。这时,光调制机构310成为光路调制状态,设定内部光路,使从第1偏振片14行进来的光的行进方向弯曲。
接着,用图51说明光调制机构310的另一具体组成。
图51的光调制机构310由第3玻璃衬底301、第4玻璃衬底302、宾主液晶层500、一对透明电极304和304构成。从A侧往B侧依次配置第3玻璃衬底301、透明电极304、宾主液晶层500、透明电极304、第4玻璃衬底302。在整个屏幕形成透明电极304。宾主液晶层500用液晶分子进行取向,使不加电压时色素分子与第1偏振片14的透射轴平行地取向(图51的右侧)。这时,通过第1偏振片14的偏振光被该色素分子吸收。这形成光对光调制机构310成为吸收状态的行进状态。施加电压时,液晶分子对第3玻璃衬底301和第4玻璃衬底302大致垂直取向,色素造成的吸收减小,从而成为透明状态。这是光对光调制机构310成为透射状态的行进状态。
从A侧观看时,往一对透明电极304和304施加电压,使宾主液晶层500为非调制状态(透明状态),从而切换到光对光调制机构310成为透射状态的行进状态(图51的左侧),能观看一如既往的A侧显示。另一方面,从B侧观看时,通过将宾主液晶层500取为调制状态,切换到光对光调制机构310成为吸收状态的行进状态(图51的右侧),因而从外部不能观看A侧显示。
也可使液晶分子的取向具有360度以上的螺旋结构,并使用不加电压时吸收全部偏振光的WT模式。
至此,阐述了本实施方式。全部的例子中,光调制机构310可兼作前照明(导光片23)的防护盖。以往,前照明需要防尘防污用的的防护盖,但通过将光调制机构310配置为防护盖,不需要另行设置防护盖,可减小整个设备的厚度。
还可设置机构,与切换液晶显示器件1的A侧和B侧显示屏幕中使用的显示屏幕的动作联动地切换光调制机构310的调制状态和非调制状态。这时,不需要指示光调制机构310动作切换的操作。
至此,说明了各实施方式。发明最佳实施方式部分中说完的具体实施方式
和实施例毕竟是阐明本发明技术内容的,不应仅限于这种具体实例狭义地解释,在本发明的精神和后面记载的权利要求书范围内可作各种变换并付诸实施。
工业上的实用性本发明可用于便携电话、笔记本式PC、便携终端、电视机、数字照相机等,能进行良好的屏幕显示。
权利要求
1.一种显示器件,其特征在于,具有控制透射光的状态的显示媒体,将从所述显示媒体往夹持所述显示媒体的两侧中的任一方的一侧作为第1侧,往另一方的一侧作为第2侧,并且从所述第1侧往所述第2侧依次配置所述显示媒体、以及使第1状态的光反射而第2状态的光透射的选择反射手段;对所述显示媒体,仅在所述第2侧配置所述选择反射手段。
2.如权利要求1中所述的显示器件,其特征在于,所述状态是偏振状态,所述选择反射手段是使第1偏振状态的光反射而第2偏振状态的光透射的偏振光选择反射手段,从所述第1侧往所述第2侧依次配置仅使成为规定偏振状态分量的光透射的第1偏振手段、所述显示媒体、所述偏振光选择反射手段、以及吸收成为所述第1偏振状态分量的光并使所述第2偏振状态分量的光透射的第2偏振手段。
3.如权利要求2中所述的显示器件,其特征在于,所述规定偏振状态是线偏振状态,所述第1偏振状态是第1方向线偏振状态,所述第2偏振状态是与所述第1方向正交的第2方向线偏振状态,所述显示媒体是90度双扭式液晶层。
4.如权利要求2或3中所述的显示器件,其特征在于,所述第2偏振状态是线偏振状态,在所述第2偏振手段的所述第2侧配置λ/4片。
5.如权利要求1中所述的显示器件,其特征在于,所述状态是圆偏振状态,所述选择反射手段是使第1圆偏振状态的光反射并使旋转方向与所述第1圆偏振状态相反的第2圆偏振状态的光透射的偏振光选择反射手段,从所述第1侧往所述第2侧依次配置仅使规定方向的成为线偏振分量的光透射的第1透射轴偏振手段、第1λ/4片、所述显示媒体、所述偏振光选择反射手段、第2λ/4片、以及具有与所述第1透射轴偏振手段正交的方向的透射轴的第2透射轴偏振手段。
6.如权利要求1至5中任一项所述的显示器件,其特征在于,具有吸收透射到所述第2侧后结束的光吸收体,使其可对光路进行插入和退出。
7.如权利要求1至6中任一项所述的显示器件,其特征在于,具有设在所述显示媒体的所述第1侧的第1滤色片和设在所述选择反射手段的所述第2侧的第2滤色片。
8.如权利要求1至6中任一项所述的显示器件,其特征在于,在所述显示媒体的所述第1侧具有滤色片,所述滤色片在所述显示媒体的各像素内具有多种透射率区。
9.如权利要求8中所述的显示器件,其特征在于,作为所述透射率区,具有所述第2侧进行透射型显示时对从所述第1侧到所述第2侧的透射光的非透射区中设置成在所述第1侧上对置的透射率高的高透射率区、以及设置在对所述透射光的透射区的透射率低于所述高透射率区的低透射率区。
10.如权利要求1至4中任一项所述的显示器件,其特征在于,在驱动所述显示媒体用的驱动线的所述第2侧具有光吸收媒体。
11.如权利要求1至4中任一项所述的显示器件,其特征在于,用将光的反射抑制成规定量以下的低反射材料形成驱动所述显示媒体用的驱动线。
12.如权利要求1至4中任一项所述的显示器件,其特征在于,在使所述第1侧进行反射型显示时和所述第2侧进行透射型显示时,使显示数据的亮暗翻转。
13.如权利要求1至4中任一项所述的显示器件,其特征在于,在使所述第1侧进行反射型显示时和所述第2侧进行透射型显示时,使显示数据的左右翻转。
14.如权利要求1至4中任一项所述的显示器件,其特征在于,在使所述第1侧进行反射型显示时和所述第2侧进行透射型显示时,使显示数据的上下翻转。
15.如权利要求1中所述的显示器件,其特征在于,对所述显示媒体,在所述第2侧设置光非透射区;对所述非透射区,在所述第2侧配置所述选择反射手段;在所述非透射区的至少一部分与所述显示媒体之间,设置从第1侧往第2侧通过所述显示媒体的光的反射手段。
16.如权利要求15中所述的显示器件,其特征在于,所述状态是偏振状态,所述选择反射手段是使第1偏振状态的光反射而第2偏振状态的光透射的偏振光选择反射手段,从所述第1侧往所述第2侧依次配置仅使成为规定偏振状态分量的光透射的第1偏振手段、所述显示媒体、所述偏振光选择反射手段、以及吸收成为所述第1偏振状态分量的光并使所述第2偏振状态分量的光透射的第2偏振手段,具有夹持所述显示媒体的一对透明衬底,将所述偏振光选择反射手段相对于所述一对透明衬底中处在所述第2侧的透明衬底配置在所述第2侧,在所述显示媒体与处在所述第2侧的所述透明衬底之间设置所述非透射区。
17.如权利要求16中所述的显示器件,其特征在于,所述显示媒体控制通过的光的偏振状态,使得在从所述第1侧观看时的亮显示状态下,从所述第1偏振手段的所述第1侧入射后在所述反射手段被反射的光和从所述第1偏振手段的所述第1侧入射后在所述偏振光选择反射手段被反射的光,再次穿透所述第1偏振手段;而在从所述第1侧观看时的暗显示状态下,从所述第1偏振手段的所述第1侧入射后在所述反射手段被反射的光和从所述第1偏振手段的所述第1侧入射后朝向所述偏振光选择反射手段的光,不再次穿透所述第1偏振手段。
18.如权利要求17中所述的显示器件,其特征在于,所述第1偏振状态是第1方向线偏振状态,所述第2偏振状态是与所述第1方向正交的第2方向线偏振状态,所述规定偏振状态是第1偏振状态;所述显示媒体控制通过的光的偏振状态,使得对从所述第1侧透射所述第1偏振手段的光,在亮显示状态下,大致不使偏振状态变化,而在暗显示状态下,控制通过的光的偏振状态,使固定在与所述透明衬底平行的面内的偏振光正交轴的各分量之间的相位差在所述第1偏振状态时位零,在从所述第1偏振手段往所述反射手段的光的通过结束点为大致π/2,同时还在从所述反射手段往所述第1偏振手段的光的通过结束点为大致π,从所述第1偏振手段往所述偏振光选择反射手段的光的结束点为大致π。
19.如权利要求18中所述的显示器件,其特征在于,处在所述第1偏振手段与所述反射手段之间的所述显示媒体和处在所述第1偏振手段与不同所述反射手段对置的所述偏振光选择反射手段之间的显示媒体,在连接所述第1侧与所述第2侧的方向看的厚度比为大致1比2。
20.如权利要求17至19中任一项所述的显示器件,其特征在于,所述显示媒体在显示的常规状态下,所述偏振光选择反射手段使从第1侧到达的光大部分透射,所述第1偏振手段吸收从所述反射手段反射后到达的大部分光,所述第2偏振手段使从所述第1侧到达的光大部分透射;在显示的最大驱动状态下,所述偏振光选择反射手段使从所述第1侧到达的光大部分反射,所述的1偏振手段使从所述反射手段反射后到达的光大部分透射。
21.如权利要求1中所述的显示器件,其特征在于,所述显示媒体的显示区至少划分成进行使从所述第1侧入射到所述显示媒体的光对所述显示媒体透射到第2侧的透射运作和使从所述第1侧入射到所述显示媒体的光对所述显示媒体反射到第2侧的反射运作的第1区、以及进行将从所述第1侧通过所述显示媒体的光反射到第1侧的反射运作的第2区,对所述显示媒体在所述第2侧,配置从所述第1侧往所述第2侧通过所述显示媒体的光的反射手段,所述第2区由所述反射手段进行所述第2区的反射运作;可完成利用控制所述第2状态使所述选择反射手段透射而形成的所述第1区的透射运作,将从所述第1侧入射到所述第1区的光用于对所述显示媒体的所述第2侧上的显示的透射型显示、利用控制所述第1状态使所述选择反射手段反射而形成的所述第1区的反射运作,将从所述第1侧入射到所述第1区的光用于对所述显示媒体的所述第1侧上的显示的第1反射型显示、以及利用所述第2区的反射运作将从所述第1侧入射到所述第1区的光用于对所述显示媒体的所述第1侧上的显示的第2反射型显示。
22.如权利要求21中所述的显示器件,其特征在于,所述第1反射型显示中,将从所述第1侧入射到第1区的光控制成所述第1状态,由所述选择反射手段使其反射,形成亮显示状态,并且将从所述第1侧入射到第1区的光控制成所述第2状态,使其穿透所述选择反射手段,形成暗显示;所述第2反射型显示中,通过使所述反射手段反射的光到达对所述显示媒体的第1侧的观看者,形成亮显示,并且通过使所述反射手段反射的光不到达对所述显示媒体的第1侧的观看者,形成暗显示;所述第1反射型显示和所述第2反射型显示中,亮显示状态和暗显示状态分别一致。
23.如权利要求22中所述的显示器件,其特征在于,所述透射型显示中,将从所述第1侧入射到第1区的光控制成所述第1状态,由所述选择反射手段使其反射,形成暗显示状态,并且将从所述第1侧入射到第1区的光控制成所述第2状态,使其穿透所述选择反射手段,形成亮显示。
24.如权利要求21中所述的显示器件,其特征在于,所述状态是偏振状态,所述选择反射手段是使第1偏振状态的光反射而第2偏振状态的光透射的偏振光选择反射手段,对所述显示手段在所述第1侧配置仅使成为规定偏振状态分量的光透射的第1偏振手段。
25.如权利要求24中所述的显示器件,其特征在于,所述规定偏振状态是线偏振状态,所述第1偏振状态是第1方向线偏振状态,所述第2偏振状态是与所述第1方向正交的第2方向线偏振状态,所述第1偏振手段的透射轴与所述偏振光选择反射手段的透射轴正交,在对所述显示媒体施加驱动电压中的最低电压时,从所述第1侧入射到所述第1区的光在所述偏振光选择反射手段上形成具有与所述偏振光选择反射手段的透射轴平行的长轴的椭圆偏振光或线偏振光,并且从所述第1侧入射到所述第2区的光在所述反射手段上形成椭圆偏振光或圆偏振光。
26.如权利要求24中所述的显示器件,其特征在于,所述规定偏振状态是线偏振状态,所述第1偏振状态是第1方向线偏振状态,所述第2偏振状态是与所述第1方向正交的第2方向线偏振状态,所述第1偏振手段的透射轴与所述偏振光选择反射手段的透射轴正交,在对所述显示媒体施加驱动电压中的最高电压时,从所述第1侧入射到所述第1区的光在所述偏振光选择反射手段上形成具有与所述偏振光选择反射手段的透射轴平行的长轴的椭圆偏振光或线偏振光,并且从所述第1侧入射到所述第2区的光在所述反射手段上形成椭圆偏振光或圆偏振光。
27.如权利要求25或26中所述的显示器件,其特征在于,所述偏振光选择反射手段上的所述椭圆偏振光和所述线偏振光是椭圆率小于或等于0.3的椭圆偏振光,所述反射手段上的所述椭圆偏振光和圆偏振光是椭圆率大于或等于或0.7的椭圆偏振光。
28.如权利要求27中所述的显示器件,其特征在于,所述偏振光选择反射手段上的所述椭圆偏振光和所述线偏振光的椭圆率小于或等于0.22。
29.如权利要求27中所述的显示器件,其特征在于,所述反射手段上的所述椭圆偏振光和所述圆偏振光的椭圆率大于或等于0.78。
30.如权利要求25或26中所述的显示器件,其特征在于,对所述显示媒体至少在所述第1侧配置具有具有光程差的光学补偿手段。
31.如权利要求30中所述的显示器件,其特征在于,对所述显示媒体在所述第2侧配置具有光程差的光学补偿手段。
32.如权利要求30中所述的显示器件,其特征在于,所述光学补偿手段由多个光学补偿元件组成。
33.如权利要求27中所述的显示器件,其特征在于,所述第2区的所述显示媒体是光程差大于或等于150nm、小于或等于340nm的90度双扭式向列相液晶层。
34.如权利要求27中所述的显示器件,其特征在于,所述第1区的所述显示媒是光程差大于或等于400nm的90度双扭式向列相液晶层。
35.如权利要求25中所述的显示器件,其特征在于,在所述第1偏振手段与所述显示媒体之间,配置具有光程差的第1光学补偿手段,在所述显示媒体与所述偏振光选择反射手段之间,配置具有光程差的光学补偿元件,对所述偏振光选择反射手段在所述的2侧,配置吸收成为所述第1偏振状态分量的光并且使成为所述第2偏振状态的光透射的第2偏振手段,所述显示媒体是大致平行取向的液晶层,所述第1偏振手段的透射轴与所述第2偏振手段的透射轴具有大致正交的关系,液晶分子的导向轴与所述第1光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加驱动电压中最低电压的状态的所述第2区的所述液晶层的光程差Rr的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值满足-175nm≤(Rr-R1)≤-105nm,液晶分子的导向轴与所述第2光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加驱动电压中最低电压的状态的所述第1区的所述液晶层的光程差Rt的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值和所述第2光学补偿手段的光程差R2的值满足190nm≤(Rr-R1+R2)≤30nm。
36.如权利要求26中所述的显示器件,其特征在于,在所述第1偏振手段与所述显示媒体之间,配置具有光程差的第1光学补偿手段,在所述显示媒体与所述偏振光选择反射手段之间,配置具有光程差的第2光学补偿元件,对所述偏振光选择反射手段在所述的2侧,配置吸收成为所述第1偏振状态分量的光并且使成为所述第2偏振状态的光透射的第2偏振手段,所述显示媒体是大致平行取向的液晶层,所述第1偏振手段的透射轴与所述第2偏振手段的透射轴具有大致正交的关系,液晶分子的导向轴与所述第1光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加驱动电压中最高电压的状态的所述第2区的所述液晶层的光程差Rr的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值满足-175nm≤(Rr-R1)≤-105nm,液晶分子的导向轴与所述第2光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加驱动电压中最高电压的状态的所述第1区的所述液晶层的光程差Rt的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值和所述第2光学补偿手段的光程差R2的值满足190nm≤(Rr-R1+R2)≤30nm。
37.如权利要求25中所述的显示器件,其特征在于,在所述第1偏振手段与所述显示媒体之间,配置具有光程差的第1光学补偿手段,在所述显示媒体与所述偏振光选择反射手段之间,配置具有光程差的第2光学补偿元件,对所述偏振光选择反射手段在所述的2侧,配置吸收成为所述第1偏振状态分量的光并且使成为所述第2偏振状态的光透射的第2偏振手段,所述显示媒体是大致平行取向的液晶层,所述第1偏振手段的透射轴与所述第2偏振手段的透射轴具有大致平行的关系,液晶分子的导向轴与所述第1光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加驱动电压中最低电压的状态的所述第2区的所述液晶层的光程差Rr的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值满足-175nm≤(Rr-R1)≤-105nm,施加所述最低电压的状态的所述第1区的所述液晶层的光程差Rt的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值和所述第2光学补偿手段的光程差R2的值在液晶分子的导向轴与所述第2光学补偿手段的滞后轴具有大致平行的关系时满足25nm≤(Rr-R1+R2)≤50nm,或液晶分子的导向轴与所述第2光学补偿元件的滞后轴具有大致正交的关系时满足-50nm≤(Rr-R1-R2)≤25nm。
38.如权利要求26中所述的显示器件,其特征在于,在所述第1偏振手段与所述显示媒体之间,配置具有光程差的第1光学补偿手段,在所述显示媒体与所述偏振光选择反射手段之间,配置具有光程差的第2光学补偿元件,对所述偏振光选择反射手段在所述的2侧,配置吸收成为所述第1偏振状态分量的光并且使成为所述第2偏振状态的光透射的第2偏振手段,所述显示媒体是大致平行取向的液晶层,所述第1偏振手段的透射轴与所述第2偏振手段的透射轴具有大致平行的关系,液晶分子的导向轴与所述第1光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加驱动电压中最高电压的状态的所述第2区的所述液晶层的光程差Rr的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值满足-175nm≤(Rr-R1)≤-105nm,施加所述最高电压的状态的所述第1区的所述液晶层的光程差Rt的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值和所述第2光学补偿手段的光程差R2的值在液晶分子的导向轴与所述第2光学补偿手段的滞后轴具有大致平行的关系时满足25nm≤(Rr-R1+R2)≤50nm,或液晶分子的导向轴与所述第2光学补偿元件的滞后轴具有大致正交的关系时满足-50nm≤(Rr-R1-R2)≤25nm。
39.如权利要求25中所述的显示器件,其特征在于,在所述第1偏振手段与所述显示媒体之间,配置具有光程差的第1光学补偿手段,在所述显示媒体与所述偏振光选择反射手段之间,配置具有光程差的第2光学补偿元件,对所述偏振光选择反射手段在所述的2侧,配置吸收成为所述第1偏振状态分量的光并且使成为所述第2偏振状态的光透射的第2偏振手段,所述显示媒体是大致平行取向的液晶层,所述第1偏振手段的透射轴与所述第2偏振手段的透射轴具有大致正交的关系,液晶分子的导向轴与所述第1光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加驱动电压中最低电压的状态的所述第2区的所述液晶层的光程差Rr的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值满足100nm≤(Rr-R1)≤170nm,液晶分子的导向轴与第2光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加所述最低电压的状态的所述第1区的所述液晶层的光程差Rt的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值和所述第2光学补偿手段的光程差R2的值满足190nm≤(Rr-R1-R2)≤300nm。
40.如权利要求26中所述的显示器件,其特征在于,在所述第1偏振手段与所述显示媒体之间,配置具有光程差的第1光学补偿手段,在所述显示媒体与所述偏振光选择反射手段之间,配置具有光程差的第2光学补偿元件,对所述偏振光选择反射手段在所述的2侧,配置吸收成为所述第1偏振状态分量的光并且使成为所述第2偏振状态的光透射的第2偏振手段,所述显示媒体是大致平行取向的液晶层,所述第1偏振手段的透射轴与所述第2偏振手段的透射轴具有大致正交的关系,液晶分子的导向轴与所述第1光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加驱动电压中最高电压的状态的所述第2区的所述液晶层的光程差Rr的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值满足100nm≤(Rr-R1)≤170nm,液晶分子的导向轴与第2光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加所述最高电压的状态的所述第1区的所述液晶层的光程差Rt的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值和所述第2光学补偿手段的光程差R2的值满足190nm≤(Rr-R1-R2)≤300nm。
41.如权利要求25中所述的显示器件,其特征在于,在所述第1偏振手段与所述显示媒体之间,配置具有光程差的第1光学补偿手段,在所述显示媒体与所述偏振光选择反射手段之间,配置具有光程差的第2光学补偿元件,对所述偏振光选择反射手段在所述的2侧,配置吸收成为所述第1偏振状态分量的光并且使成为所述第2偏振状态的光透射的第2偏振手段,所述显示媒体是大致平行取向的液晶层,所述第1偏振手段的透射轴与所述第2偏振手段的透射轴具有大致平行的关系,液晶分子的导向轴与所述第1光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加驱动电压中最低电压的状态的所述第2区的所述液晶层的光程差Rr的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值满足100nm≤(Rr-R1)≤170nm,液晶分子的导向轴与第2光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加所述最低电压的状态的所述第1区的所述液晶层的光程差Rt的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值和所述第2光学补偿手段的光程差R2的值满足-50nm≤(Rr-R1-R2)≤50nm。
42.如权利要求26中所述的显示器件,其特征在于,在所述第1偏振手段与所述显示媒体之间,配置具有光程差的第1光学补偿手段,在所述显示媒体与所述偏振光选择反射手段之间,配置具有光程差的第2光学补偿元件,对所述偏振光选择反射手段在所述的2侧,配置吸收成为所述第1偏振状态分量的光并且使成为所述第2偏振状态的光透射的第2偏振手段,所述显示媒体是大致平行取向的液晶层,所述第1偏振手段的透射轴与所述第2偏振手段的透射轴具有大致平行的关系,液晶分子的导向轴与所述第1光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加驱动电压中最高电压的状态的所述第2区的所述液晶层的光程差Rr的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值满足100nm≤(Rr-R1)≤170nm,液晶分子的导向轴与第2光学补偿手段的滞后轴具有大致正交的关系,施加所述最高电压的状态的所述第1区的所述液晶层的光程差Rt的值与所述第1光学补偿手段的光程差R1的值和所述第2光学补偿手段的光程差R2的值满足-50nm≤(Rr-R1-R2)≤50nm。
43.如权利要求21中所述的显示器件,其特征在于,对所述显示媒体在所述第1侧,配置具有光散射功能的光散射手段。
44.如权利要求43中所述的显示器件,其特征在于,所述显示器件的总散发度大于或等于50、小于或等于95。
45.如权利要求25或26中所述的显示器件,其特征在于,所述第1偏振手段的透射轴的方向与使用所述显示器件时的器件姿势的水平方向一致。
46.如权利要求1、2、3、4、15和21中任一项所述的显示器件,其特征在于,具有可在所述显示器件的所述第1侧和所述第2侧的至少一方对所述显示器件的规定入射出射光按规定那样切换行进状态的光调制手段。
47.如权利要求46中所述的显示器件,其特征在于,所述光调制手段对所述入射出射光中从所述显示器件往外部的方向上行进的光,切换对所述光调制手段形成透射状态的所述行进状态和对所述光调制手段形成散射状态的所述行进状态。
48.如权利要求47中所述的显示器件,其特征在于,配置将所述显示器件的显示用的光作为所述入射出射光中的入射光进行照射的光照射手段,所述光调制手段相对于所述光照射手段配置在所述显示媒体方,在成为所述散射状态的行进状态下,使所述光照射手段照射的光对所述光调制手段形成散射状态。
49.如权利要求46中所述的显示器件,其特征在于,所述光调制手段对所述入射出射光中从所述显示器件往外部的方向上行进的光,切换对所述光调制手段形成透射状态的所述行进状态和对所述光调制手段形成反射状态的所述行进状态。
50.如权利要求46中所述的显示器件,其特征在于,所述光调制手段切换具有互相正交关系的2个偏振状态的光的双方对所述光调制手段形成透射状态的所述行进状态和所述2个偏振状态的光的一方对所述光调制手段形成反射状态而另一方对所述光调制手段形成透射状态的所述行进状态。
51.如权利要求46中所述的显示器件,其特征在于,所述光调制手段对所述入射出射光中从所述显示器件往外部的方向上行进的光,切换在所述光调制手段内设定不改变行进方向的光路的所述行进状态和在所述光调制手段内设定使行进方向弯曲的光路的所述行进状态。
52.如权利要求46中所述的显示器件,其特征在于,所述光调制手段对所述入射出射光中从所述显示器件往外部的方向上行进的光,切换对所述光调制手段形成透射状态的所述行进状态和对所述光调制手段形成吸收状态的所述行进状态。
53.如权利要求46中所述的显示器件,其特征在于,配置照射所述显示器件的显示用的光的光照射手段,并且所述光调制手段兼作所述光照射手段的防护盖。
54.如权利要求46至53中任一项所述的显示器件,其特征在于,所述光调制手段与将所述显示器件的所述第1侧上的显示屏幕和所述显示器件的所述第2侧上的显示屏幕中的任一个当作使用屏幕联动地切换所述行进状态。
55.一种显示器件装载设备,其特征在于,装载权利要求1、2、3、4、15、21和46中任一项所述的显示器件,并且可折叠成所述显示器件的所述第1侧的显示面朝外,同时还使所述第2侧的显示面朝内。
56.如权利要求55中所述的显示器件装载设备,其特征在于,折叠状态下与所述显示器件的所述第2侧显示面对置的构件采用进行光吸收的构件。
57.如权利要求55或56中所述的显示器件装载设备,其特征在于,具有指示使所述显示器件的所述第1侧上的显示与所述第2侧上的显示相互翻转的操作按键。
58.如权利要求57中所述的显示器件装载设备,其特征在于,所述操作按键是与折叠的开关动作联动地自动进行操作并指示所述显示翻转的自动操作按键。
59.一种显示器件装载设备,其特征在于,装载权利要求1、2、3、4、15、21和46中任一项所述的显示器件,并且具有可配置成与所述显示器件的所述第2侧的显示面对置并进行光吸收的构件。
全文摘要
提供一种在亮暗两处都能良好进行黑显示的双面显示型显示器件。从A侧至B侧依次配置仅使一形成线偏振分量的光透射的第1偏振片(14)、未加电压时使一线偏振光旋转成另一线偏振光同时还在施加电压时使线偏振光不变地通过的液晶层(13)、将一线偏振光反射并使另一线偏振光透射的偏振光选择反射片(16)、以及吸收形成一线偏振光的分量的光并使形成另一线偏振的光透射的第2偏振片(15)。对液晶层(13)仅在B侧配置偏振光选择反射片(16)。于是,形成从A侧作为反射型观看而从B侧作为透射型观看的双面显示器。
文档编号G02F1/13GK1705906SQ20038010158
公开日2005年12月7日 申请日期2003年10月15日 优先权日2002年10月17日
发明者神戶誠, 津田和彦, 中村浩三, 田口登喜生, 植木俊, 岸本觉 申请人:夏普株式会社
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