CN103309077A - 液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种液晶显示器,该液晶显示器是通过控制环境光的反射率来显示图像的反射式液晶显示器,该液晶显示器包括:前基板;后基板;以及液晶材料层,被配置在前基板与后基板之间,其中,后基板配置有镜面光反射部件和多个反射电极,多个反射电极形成在与液晶材料层相对的表面侧上,镜面光反射部件将通过相邻的反射电极之间的间隙而导向后基板的后表面侧的环境光向前基板侧反射。
Description
技术领域
本公开涉及一种液晶显示器。更具体地,本公开涉及通过控制环境光的反射率来显示图像的反射式液晶显示器。
背景技术
反射式液晶显示器包括像素电极,该像素电极反射环境光并改变液晶材料层的状态以控制环境光的反射率,从而显示图像。反射式液晶显示器能实现低功耗、更薄显示器和重量轻,并因此被用作例如便携式电子设备的显示装置。此外,例如,正如JP-A-2005-148424中所公开,已提出了所谓的面积比灰度法(area ratio grayscale method)的液晶显示器,其中,各像素(在色彩显示中的各子像素)具有反射电极组,对于各反射电极,控制施加至反射电极组的电压,以改变用于显示而提供的区域的面积,从而进行灰度显示。
发明内容
通常,在反射式液晶显示器中,用于反射环境光的反射电极等未配置在相邻的像素之间的区域中。由于入射在未配置反射电极等的部分的区域上的环境光对图像显示不起作用,所以相应降低了环境光的使用效率,且因此降低了被显示的图像的亮度。具体地,在面积比灰度法的液晶显示器中,有如下问题:由于由多组电极构成反射电极,所以增加了未配置反射电极等的区域部分的比例,且因此进一步降低了环境光的使用效率。
因此,期望提供一种能够提高环境光的使用效率的反射式液晶显示器。
本公开的实施方式针对一种液晶显示器,其为通过控制环境光的反射率来显示图像的反射式液晶显示器,该液晶显示器包括前基板;后基板;以及在前基板与后基板之间配置的液晶材料层,其中,后基板配置有在与液晶材料层相对的表面上形成的多个反射电极,且镜面光反射部件将通过相邻反射电极之间的间隙而导向后基板的后表面侧的环境光向前基板侧反射。
在该液晶显示器中,后基板配置有在与液晶材料层相对的表面上形成的多个反射电极,且镜面光反射部件将通过相邻反射电极之间的间隙而导向后基板的后表面侧的环境光向前基板侧反射。因此,通过反射电极之间的间隙的光也贡献于图像显示,且因此提高了环境光的使用效率。从而,可以提高被显示图像的亮度。
附图说明
图1是根据第一实施方式的反射式液晶显示器的示意性透视图。
图2是该液晶显示器的示意性剖面图。
图3A是示出像素结构的示意性平面图。图3B是示出控制施加至反射电极的电压的方法的示意图。
图4是示出根据参考实例的液晶显示器中环境光的反射的示意性剖面图。
图5是示出根据第一实施方式的液晶显示器中环境光的反射的示意性剖面图。
图6是根据第二实施方式的反射式液晶显示器的示意性透视图。
图7是示出根据第二实施方式的液晶显示器的示意性分解透视图。
图8A是示出各向异性散射部件的结构的示意性剖面图。图8B和图8C是示出在各向异性散射部件中低折射率区域和高折射率区域的布置的示意性透视图。
图9A和图9B是示出各向异性散射部件的制造方法的示意图。
图10A和图10B是示出各向异性散射部件中入射光与散射光之间的关系的示意图。
图11是示出根据第二实施方式的液晶显示器中环境光的反射的示意性剖面图。
图12是示出根据变形例的液晶显示器的示意性分解透视图。
具体实施方式
下文中,将基于实施方式参照附图来描述本公开。本公开不限于这些实施方式,且实施方式中的各种数值或材料仅是实例。在以下描述中,相同构成元件或具有相同功能的构成元件被给予相同附图标记,并将省略重复描述。此外,将按以下顺序进行描述。
1.根据本公开实施方式的液晶显示器的总体描述。
2.第一实施方式
3.第二实施方式(及其他)
[根据本公开实施方式的液晶显示器的总体描述]
如上所述,根据本公开实施方式的液晶显示器是通过控制环境光的反射率来显示图像的反射式液晶显示器,该液晶显示器包括前基板、后基板以及在前基板与后基板之间配置的液晶材料层。后基板配置有在与液晶材料层相对的表面上形成的多个反射电极,且镜面光反射部件将通过相邻反射电极之间的间隙而导向后基板的后表面侧的环境光向前基板侧反射。
前基板或后基板可由半透明材料制成。例如,形成基板的材料可包括玻璃、丙烯酸基树脂、聚碳酸酯树脂(PC)、ABS树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚芳酯树脂(PAR)或聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET)。前基板和后基板可由相同材料制成或者由不同材料制成。
不具体限制形成液晶材料层的材料。作为形成液晶材料层的材料,可使用熟知材料,诸如向列液晶材料。可使用正型液晶材料或负型液晶材料。此外,可使用所谓的蓝相液晶材料。
根据本公开实施方式的液晶显示器可进行单色显示和彩色显示。像素电极自身可作为反射电极来反射光,或者透明像素电极和反射电极的组合可反射光。作为反射型,只要在显示操作中无妨碍,便不具体限制液晶显示器的操作模式。例如,可以所谓的VA模式或ECB模式来驱动液晶显示器。此外,可采用常白模式或常黑模式。
在根据包括上述各种优选构造的本公开实施方式的液晶显示器中,可配置镜面光反射部件,使得将通过相邻反射电极之间的间隙而导向后基板的后表面侧的环境光向前基板侧反射。可在液晶材料层侧的后基板表面上配置光反射部件;然而,从便于制造等观点出发,光反射部件优选配置在后基板的后表面(与液晶材料层侧相对的表面)上。
在根据包括上述各种优选构造的本公开实施方式的液晶显示器中,光反射部件优选反射具有蓝色调的光。通常,在反射式液晶显示器中,用于白显示的颜色色调具有显示黄色的趋势。因此,光反射部件反射具有蓝色调的光,并由此能消除有关用于白显示的颜色色调显示黄色调的趋势,且也能防止黑显示的对比度下降。
不具体限制镜面光反射部件的构造。可通过在包括例如PET膜的基材上淀积金属(诸如铝)来获得镜面光反射部件。此外,在光反射部件反射具有蓝色调的光的情况下,可形成使具有蓝色调的光透过其的彩色滤光片等。不具体限制彩色滤光片的构造,且其可以是使用染料或颜料的构造,或者可以是使用干涉膜的光干涉的构造等。它们可使用熟知材料来形成。
在根据包括上述各种优选构造的本公开实施方式的液晶显示器中,可在前基板侧配置片状各向异性散射部件。从而,可以提高图像的可视性。
在该情况下,可形成各向异性散射部件的面内方向的区域,作为混合了低折射率区域和高折射率区域的区域,且各向异性散射部件可被配置为设置成使得在后基板侧上反射的环境光入射在各向异性散射部件上,并在向外发射时被散射(散射发射构造)。
在该散射发射构造中,当从外部入射的环境光透过各向异性散射部件并被导向后基板时,由于光未被散射,所以该光透过各向异性散射部件,并到达后基板。因此,由于通过光反射部件能有效反射被导向后基板的后表面侧的环境光,所以可以提高环境光的使用率。
可使用包括光反应化合物的混合物等来形成各向异性散射部件。例如,用诸如紫外线的光从预定方向照射包括在光聚作用前后表现出某一程度的反射率变化的混合物的基材,从而获得各向异性散射部件。作为形成该混合物的材料,可从熟知的光反应材料(诸如具有自由基聚合或阳离子聚合的官能团的聚合物)中适当选择和使用在经历光反应的部分与未经历光反应的部分中产生某一程度的反射率变化的材料。
可选地,可用诸如紫外线的光从预定方向照射包括混合了光反应化合物和非光反应聚合物的混合物的基材,从而获得各向异性散射部件。例如,可从熟知材料(诸如丙烯酸树脂或苯乙烯树脂)中适当选择和使用非光反应聚合物。
可通过使用熟知的涂布法在由例如高聚合物材料制成的膜状基底上涂布混合物来获得包括混合物的基材。
可形成包括上述混合物的各向异性散射部件的面内方向区域,作为混合了低折射率区域和高折射率区域的区域。通常,形成各向异性散射部件,使得低折射率区域与高折射率区域之间的边界相对于各向异性散射部件的厚度方向形成预定角度。根据情况,该角度可在面内方向上连续变化。
定性地,在用光照射包括混合物的基材的情况下,区域中进行的混合物的光反应靠近光照射侧。因此,用光照射的表面成为在低折射率区域与高折射率区域之间的边界周围折射率变化程度相对较大的表面,以及在相反侧的表面成为在低折射率区域与高折射率区域之间的边界周围折射率变化程度相对较小的表面。
在低折射率区域与高折射率区域之间的边界周围折射率变化程度相对较大的表面附近,低折射率区域与高折射率区域之间的折射率差通常优选为0.01以上,更优选为0.05以上,以及最优选为0.10以上。
尽管根据形成各向异性散射部件的材料或其制造方法,但经历光反应的部分与未经历光反应的部分可分别形成例如如稍后所述的图8B所示的百叶窗形区域,或者可形成如稍后所述的图8C所示的柱形区域和围绕该柱形区域的外围区域。
在根据使用上述各向异性散射部件的本公开实施方式的液晶显示器中,可以有如下构造:在各向异性散射部件上,在后基板侧反射的环境光从在低折射率区域与高折射率区域之间的边界周围反射率变化程度相对较大的表面侧入射,并从在低折射率区域与高折射率区域之间的边界周围反射率变化程度相对较小的表面侧岀射。采用该构造,可以减少因由于混合了低折射率区域和高折射率区域的精细结构的光干涉而引起的彩虹色。
在根据包括上述各种优选构造的本公开实施方式的液晶显示器中,各向异性散射部件可通过层叠多个散射部件来形成。例如,可以通过改变各个散射部件的特性来精细调整散射特性。
可选地,在根据包括上述各种优选构造的本公开实施方式的液晶显示器中,该液晶显示器可使用面积比灰度法来进行灰度显示。例如,各个像素(在彩色显示中为各个子像素)可包括面积增大了约两倍的反射电极组,且对于每个反射电极,可控制施加至反射电极组的电压来控制所提供的用于显示的区域面积。
不具体限制该液晶显示器的形状,且其可以是横向长的矩形形状或纵向长的矩形形状。当该液晶显示器的像素数量M×N由(M,N)表示时,例如,在横向长矩形形状的情况下,用于图像显示的几种分辨率(诸如(640,480)、(800,600)和(1024,768))被例示为值(M,N),且在纵向长矩形形状的情况下,例示了通过交换值来获得的分辨率,但其数量不限于这些值。
驱动液晶显示器的驱动电路可包括各种电路。它们可使用熟知的电路元件来形成。
在基本建立的情况下以及严格建立的情况下,满足本说明书中示出的各种条件。允许在设计或制造中发生的各种不均性的存在。
[第一实施方式]
本公开的第一实施方式涉及一种液晶显示器。
图1是根据第一实施方式的液晶显示器的示意性透视图。图2是该液晶显示器的示意性剖面图。
液晶显示器1是具有配置了像素12的显示区域11的反射式液晶显示器。液晶显示器1由驱动电路等(未示出)来驱动。例如,诸如阳光或照明光的环境光入射在显示区域11上。为便于描述,显示区域11被设置为平行于X-Y平面,且观看图像的方向被设为+Z方向。将假设采用相对于方位角90度的方向的预定极角(例如,30度)将环境光入射在显示区域11上来进行描述,但这仅是一个实例。
液晶显示器1具有矩形形状,且由附图标记13A、13B、13C和13D来表示其中的边。边13C是前边,以及边13A是与边13C相对的边。例如,边13A和边13C约为12cm,以及边13B和边13D约为16cm,但其长度不限于这些值。
如图2所示,液晶显示器1包括前基板18、后基板14和被配置在前基板18与后基板14之间的液晶材料层17。附图标记17A示意性示出了形成液晶材料层17的液晶分子。液晶材料层17使用隔离物等(未示出)以光在预定条件下往复运动时液晶材料层17用作1/2波长片的这一厚度来配置。图1所示的附图标记10表示在液晶显示器1中包括前基板18、后基板14和被配置在前基板18与后基板14之间的液晶材料层17的部分。类似地,图1所示的附图标记20表示在液晶显示器1中包括1/4波片21、1/2波片22和偏振片23的部分。
如图2所示,后基板14配置有在与液晶材料层17相对的表面上形成的多个反射电极16,且镜面光反射部件30将通过相邻反射电极16之间的间隙而导向后基板14的后表面侧的环境光向前基板18侧反射。
例如,在由玻璃材料制成的后基板14上,形成由诸如丙烯酸树脂的聚合物材料制成的平坦化膜15,并在其上形成由金属材料(诸如铝)制成的反射电极(像素电极)16。
以镜面形状来形成反射电极16的表面。例如,诸如TFT的元件被连接至反射电极16以控制用于提供图像信号的信号线与反射电极16之间的电连接。此外,在图2中,未示出TFT、用于控制TFT的导电状态的各种配线(诸如信号线或扫描线)、在前基板18上配置的共用电极或彩色滤光片、用于定义液晶材料层17的初始取向状态的取向层等。这对于其他附图也是同样的。
光反射部件30具有膜形状,且在包括例如PET膜的基底31上,通过顺序层叠由金属(诸如铝)制成的反射膜32和蓝色滤光层33来形成。光反射部件30反射具有蓝色调的光。蓝色滤光层33和后基板14的后表面通过粘附层(未示出)彼此粘附。
从外部入射的环境光通过偏振片23以预定方向在1/2波片22中线性偏振,并随后由1/4波片21圆偏振。1/2波片22和1/4波片21的组合用作宽带1/4波片。已被圆偏振的环境光透过液晶材料层17,并被反射电极16反射。被反射的环境光透过液晶材料层17,进而透过1/4波片21和1/2波片22,到达偏振片23,并向外部岀射。可以通过控制施加至反射电极16的电压等来控制液晶材料层17中的液晶分子17A的取向状态,从而控制被反射电极16反射的环境光透过偏振片23的量。
图3A是示出像素结构的示意性平面图。图3B是示出控制施加至反射电极的电压的方法的示意图。
如图3A所示,像素12包括红色显示子像素12R、绿色显示子像素12G和蓝色显示子像素12B的集合。液晶显示器1使用面积比灰度法来进行灰度显示。为此,各子像素的反射电极16包括面积增大了约两倍的电极组。图3A示出了包括五个电极16A、16B、16C、16D和16E的组的情况的一个实例。例如,根据数字化图像信号的相应比特值来控制施加至电极16A、16B、16C、16D和16E的电压。
参照图3B,将对基于例如5比特的图像信号进行控制的情况的构造进行描述。基于图像信号的MSB来控制面积最大的电极16E,且随着面积减小,基于更低比特来控制电极。基于图像信号的LSB来控制面积最小的电极16A。具体地,例如,根据来自驱动电路100的图像信号的相应比特值,将具有与施加至共用电极的电压相同的值的电压Vcom、具有正极性的电压Vcom+Vd和具有负极性的电压Vcom-Vd中的一个施加至各个电极。从而,例如对于每一帧执行极性反转驱动。
控制施加至电极16A、16B、16C、16D和16E中的每一个的电压,且由此可以控制用于显示而提供的区域面积。此外,以下描述中,在不必彼此区分电极16A、16B、16C、16D和16E的情况下,它们被简称为反射电极16。
接下来,为更好地理解本公开,入射在液晶显示器上的环境光的行为将通过根据使用具有散射特性的光反射部件而不是镜面光反射部件30的参考实例的液晶显示器与根据第一实施方式的液晶显示器的比较来描述。
图4是示出根据参考实例的液晶显示器中环境光的反射的示意性剖面图。图5是示出根据第一实施方式的液晶显示器中环境光的反射的示意性剖面图。
如图4所示,在根据参考实例的液晶显示器1’中,使用具有散射特性的光反射部件40来代替镜面光反射部件30。在包括例如PET膜的基底41上,通过层叠白色材料层42来形成具有散射特性的光反射部件40。该白色材料层42和后基板14的后表面通过粘附层(未示出)彼此粘附。
在环境光入射在液晶显示器1’上的情况下,如图4所示,实际上入射到反射电极16上的环境光1被反射电极16反射,并随后成为反射光1。另一方面,通过相邻反射电极16之间的间隙而导向后基板14的后表面侧的环境光2入射到白色材料层42上,且随后以各项同性方式散射。在图4中,由附图标记A、B、C、D和E表示以各项同性方式散射的光束。
例如,在图像观看者从反射光1传播的方向观看液晶显示器1’的情况下,在被白色材料层42散射的光束中,在与反射光1相同的方向上传播的由附图标记B表示的光束成为反射光2,并因此贡献于图像显示。然而,其他光束A、C、D和E不贡献于图像显示。换言之,可以仅使用通过相邻反射电极16之间的间隙而导向后基板14的后表面侧的一些环境光2。
另一方面,如图5所示,在根据第一实施方式的液晶显示器1中,通过相邻反射电极16之间的间隙而导向后基板14的后表面侧的大量环境光2被镜面光反射部件30反射,并成为反射光2。从图4与图5的比较能清晰看出,在液晶显示器1中,可以使用通过相邻反射电极16之间的间隙而导向后基板14的后表面侧的大量环境光2,且因此提高了环境光的使用效率。
此外,通常在反射式液晶显示器中,用于白显示的颜色色调具有显示黄色的趋势,但液晶显示器1能消除该趋势。
如上所述,镜面光反射部件30反射具有蓝色调的光。因此,即使由反射光1显示的图像具有黄色调,由反射光2显示的图像也具有蓝色调,并因此能消除用于白显示的颜色色调显示黄色调的趋势,且也能防止黑显示的对比度下降。
[第二实施方式]
本公开的第二实施方式也涉及一种液晶显示器。
根据第二实施方式的液晶显示器与根据第一实施方式的液晶显示器的不同之处在于:在前基板侧配置了片状各向异性散射部件。除上述差异之外,第二实施方式具有与第一实施方式相同的构造。
图6是根据第二实施方式的反射式液晶显示器的示意性透视图。图7是示出根据第二实施方式的液晶显示器的示意性分解透视图。
如图6和图7所示,液晶显示器2包括片状各向异性散射部件50。该各向异性散射部件50配置在第一实施方式中所述的由附图标记10表示的部分与由附图标记20表示的部分之间。各向异性散射部件50被配置在前基板18侧,更具体地,配置在前基板18与稍后所述的如图11所示的1/4波片21之间。
图8A是示出各向异性散射部件的结构的示意性剖面图。图8B和图8C是示出在各向异性散射部件中低折射率区域和高折射率区域的布置的示意性透视图。
各向异性散射部件50具有厚度例如为0.02mm至0.5mm的片形状(膜状)。尽管参照图11进行详细描述,但各向异性散射部件50被配置为使得散射特性最大的方向与正常观看方向对准。
如图8A所示,例如,以微米级形成各向异性散射部件50的面内方向区域,作为混合了低折射率区域51与高折射率区域52的区域。此外,为图示简化,在图8A至图8C中,未示出形成各向异性散射部件50的基底的透明膜等。
使用包括光反应化合物的混合物等来形成各向异性散射部件50。例如,如图8B所示,各向异性散射部件50可具有以百叶窗形形成低折射率区域51和高折射率区域52的构造,且如图8C所示,各向异性散射部件50可具有低折射率区域51和高折射率区域52形成柱形区域以及围绕它们的外围区域的构造。图8C示出了在柱形区域形成中例如经历了光反应的混合物部分具有高折射率的情况的一个实例。
图8B示出了在厚度方向上各个低折射率区域51的宽度或在厚度方向上各个高折射率区域52的宽度为常量,但这仅是一个实例。类似地,图8C示出了柱形区域的形状是相同的,但这也仅是一个实例。
如图8A至图8C所示,在各向异性散射部件50中,在倾斜方向上形成低折射率区域51和高折射率区域52,使得低折射率区域51与高折射率区域52之间的边界相对于各向异性散射部件50的厚度方向(Z方向)形成角度θ。根据各向异性散射部件50的规范,该角度θ被适当设置为优选值。根据情况,该角度θ可以是0度。
为便于描述,这里以如图8B所示的百叶窗形形成低折射率区域51和高折射率区域52,且该百叶窗形区域延伸的方向被设为平行于X方向。此外,将假设高折射率区域52是基材产生光反应的区域来进行描述,但这仅是一个实例。基材产生光反应的区域可以是低折射率区域51。
将描述各向异性散射部件50的制备方法。如图9A所示,可通过光照射装置60经由具有开口71的掩模70对基材50’倾斜施加光来制备各向异性散射部件50,在基材50’中,例如光反应混合物被覆盖在诸如PET膜的基底上。此外,根据情况,可不用掩模70来施加光。在基材50’的表面上,由表面A表示被从光照射装置60施加光的一侧的表面,以及由表面B表示相反侧的表面。
定性地,由于通过混合物的影响,诸如光衍射或光吸收,区域中发生的混合物的光反应靠近光照射侧。因此,如图9B所示,被施加光的表面A成为在低折射率区域51与高折射率区域52之间的边界周围折射率变化程度相对较大的表面,以及在相反侧的表面B成为在低折射率区域51与高折射率区域52之间的边界周围折射率变化程度相对较小的表面。
这里,参照图10A和图10B,将对环境光从各向异性散射部件50的表面A侧入射的情况与环境光从表面B侧入射的情况之间的差异进行描述。
如图10A和图10B所示,在各向异性散射部件50中光从基本跟随低折射率区域51与高折射率区域52之间的边界延伸的方向的方向上入射的情况下,散射并岀射光。另一方面,光从基本垂直于低折射率区域51与高折射率区域52之间的边界延伸的方向的方向上入射,实际上该光被透射。
如图10A所示,在光从表面B侧入射且当从表面A侧岀射时被散射的情况下,光从低折射率区域51与高折射率区域52之间的边界周围折射率变化程度相对较大的表面岀射,且因此,因由于精细结构的光干涉而引起的彩虹色易于可见。
相比之下,如图10B所示,在光从表面A侧入射且当从表面B侧岀射时被散射的情况下,光从低折射率区域51与高折射率区域52之间的边界周围折射率变化程度相对较小的表面岀射,且因此减少了因由于精细结构的光干涉而引起的彩虹色。
此外,偏斜地相对于Z方向倾斜各向异性散射部件50的散射中心轴S(以其为中心入射的光的各向异性散射特性基本对称的轴;换言之,在大多散射光的入射方向上延伸的轴),但定性地,认为其轴向是基本跟随低折射率区域51和高折射率区域52的延伸方向的方向。此外,在该情况下,认为将散射中心轴S投影到X-Y平面上的方位角是在垂直于图8B所示情况下百叶窗形区域延伸的方向的方向上,以及是在图8C所示情况下当将柱形区域投影到X-Y平面上时其阴影延伸的方向上。包括散射中心轴S的平面平行于Y-Z平面。
各向异性散射部件50被配置为使得在后基板14侧上被反射的环境光入射到各向异性散射部件50上,并在向外部岀射时被散射。在第二实施方式中,在后基板14侧上被反射的环境光从低折射率区域51与高折射率区域52之间的边界周围反射率变化程度相对较大的表面侧入射到各向异性散射部件50上,并从低折射率区域51与高折射率区域52之间的边界周围反射率变化程度相对较小的表面侧岀射。
将参照图11来描述液晶显示器2中的光的行为。
图11是示出根据第二实施方式的液晶显示器中环境光的反射的示意性剖面图。
如图11所示,从外部入射的环境光通过偏振片23在预定方向上线性偏振,在1/2波片22中使其偏振面旋转90度,以及随后被1/4波片21圆偏振。已被圆偏振的环境光从基本垂直于低折射率区域51与高折射率区域52之间的边界延伸的方向的方向上入射,且因此,实际上光透过各向异性散射部件50,并随后透过液晶材料层17。入射在反射电极16上的环境光被反射电极16反射。此外,通过相邻反射电极16之间的间隙而导向后基板14的后表面侧的环境光被光反射部件30反射。被反射的环境光束透过液晶材料层17,从各向异性散射部件50的表面A侧入射,并从表面B侧岀射。由于光从基本跟随低折射率区域51与高折射率区域52之间的边界延伸的方向的方向上入射,所以光被散射,但由于光从低折射率区域51与高折射率区域52之间的边界周围折射率变化程度相对较小的表面岀射,所以减少了因由于精细结构的光干涉而引起的彩虹色。其后,被散射的光透过1/4波片21和1/2波片22,到达偏振片23,并向外部岀射。可以通过控制施加至反射电极16的电压等来控制液晶材料层17中液晶分子17A的取向状态,从而控制被反射电极16反射的环境光透过偏振片23的量。
在液晶显示器2中,光通过各向异性散射部件50在预定方向上被散射,且因此,与第一实施方式相比,可以进一步使液晶显示器的观看范围变宽。
此外,为扩大散射范围或减少彩虹色,各向异性散射部件可具有通过层叠多个散射部件而形成的结构。图12示出了具有采用上述构造的各向异性散射部件的液晶显示器的示意性分解透视图。
图12中,通过层叠散射部件50A和散射部件50B来形成各向异性散射部件150。散射部件50A和散射部件50B基本上具有与各向异性散射部件50相同的构造。例如,通过在散射部件50A和散射部件50B的散射中心轴的方向上给予某些差异,可以调整光的扩散范围。
如上,尽管已详细描述了本公开的实施方式,但本公开不限于上述实施方式,且可基于本公开的技术范围进行各种修改。
例如,在上述实施方式中,尽管各向异性散射部件被配置在前基板18与1/4波片21之间,但这仅是一个实例。根据液晶显示器的设计或规范,可适当确定配置各向异性散射部件的位置。
此外,本公开可按照以下构造来实施。
(1)一种液晶显示器,其为通过控制环境光的反射率来显示图像的反射式液晶显示器,该液晶显示器包括:前基板;后基板;以及液晶材料层,被配置在前基板与后基板之间,其中,后基板配置有镜面光反射部件和多个反射电极,多个反射电极形成在与液晶材料层相对的表面侧上,镜面光反射部件将通过相邻的反射电极之间的间隙而导向后基板的后表面侧的环境光向前基板侧反射。。
(2)在(1)中所述的液晶显示器,其中,光反射部件被配置在后基板的后表面上。
(3)在(1)或(2)中所述的液晶显示器,其中,光反射部件反射具有蓝色调的光。
(4)在(1)至(3)中任一项中所述的液晶显示器,其中,片状各向异性散射部件被配置在前基板侧上。
(5)在(4)中所述的液晶显示器,其中,各向异性散射部件的面内方向区域被形成为混合了低折射率区域和高折射率区域的区域,以及其中,各向异性散射部件被配置为使得在后基板侧上反射的环境光入射在各向异性散射部件上,并在向外岀射时被散射。
(6)在(5)中所述的液晶显示器,其中,在后基板侧上反射的环境光从各向异性散射部件上的低折射率区域与高折射率区域之间的边界周围反射率变化程度相对较大的表面侧入射,并从低折射率区域与高折射率区域之间的边界周围反射率变化程度相对较小的表面侧岀射。
(7)在(4)至(6)中任一项中所述的液晶显示器,其中,各向异性散射部件通过层叠多个散射部件来形成。
(8)在(1)至(7)中任一项中所述的液晶显示器,其中,液晶显示器使用面积比灰度法来进行灰度显示。
本公开包括涉及于2012年3月6日在日本专利局提交的日本在先专利申请第JP2012-049153号中所公开的主题,将其全部内容结合于此供参考。
本领域技术人员应当理解,根据设计要求和其他因素,可进行各种修改、组合、子组合和变更,只要它们在所附权利要求或其等同物的范围之内。
Claims (9)
1.一种液晶显示器,其为通过控制环境光的反射率来显示图像的反射式液晶显示器,所述液晶显示器包括:
前基板;
后基板;以及
液晶材料层,被配置在所述前基板与所述后基板之间,
其中,所述后基板配置有镜面光反射部件和多个反射电极,所述多个反射电极形成在与所述液晶材料层相对的表面侧上,所述镜面光反射部件将通过相邻的所述反射电极之间的间隙而导向所述后基板的后表面侧的环境光向所述前基板侧反射。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器,其中,所述光反射部件被配置在所述后基板的所述后表面上。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示器,其中,所述光反射部件反射具有蓝色调的光。
4.根据权利要求1所述的液晶显示器,其中,片状各向异性散射部件被配置在所述前基板侧上。
5.根据权利要求4所述的液晶显示器,其中,所述各向异性散射部件的面内方向区域被形成为混合了低折射率区域和高折射率区域的区域,以及
其中,所述各向异性散射部件被配置为使得在所述后基板侧上反射的环境光入射在所述各向异性散射部件上,并在向外岀射时被散射。
6.根据权利要求5所述的液晶显示器,其中,在所述后基板侧上反射的环境光从所述各向异性散射部件上的所述低折射率区域与所述高折射率区域之间的边界周围的反射率变化程度相对较大的表面侧入射,并从所述低折射率区域与所述高折射率区域之间的边界周围的反射率变化程度相对较小的表面侧岀射。
7.根据权利要求4所述的液晶显示器,其中,所述各向异性散射部件通过层叠多个散射部件来形成。
8.根据权利要求4所述的液晶显示器,其中,所述各向异性散射部件具有低折射率区域和高折射率区域,所述低折射率区域和所述高折射率区域形成百叶窗形区域,或者形成柱形区域和围绕所述柱形区域的外围区域。
9.根据权利要求1所述的液晶显示器,其中,所述液晶显示器使用面积比灰度法来进行灰度显示。
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
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