DE102010053570A1

DE102010053570A1 - Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE102010053570A1
Application number: DE102010053570A
Authority: DE
Inventors: Se-Hong Goyang Park; Eung-Do Paju Kim; Jong-Sin Park
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2010-12-06
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2030-12-07
Also published as: CN102087437A; TW201120527A; KR101414103B1; CN102087437B; US20110299010A1; TWI437325B; DE102010053570B4; KR20110064669A; US8638411B2

Abstract

Es ist eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung offenbart, die mit einem Kompensationsfilm einer Flüssigkristalltafel versehen ist, um den Polarisationszustand von Licht in einem Bildmodus zu ändern, wodurch eine Blickwinkeleigenschaft verbessert wird. Die transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung kann enthalten: eine Flüssigkristalltafel; eine Lichtquelle, die an einer Seite eines unteren Bereichs der Flüssigkristalltafel angeordnet ist, um Licht zu emittieren; eine erste Polarisationsplatte zum Polarisieren des von der Lichtquelle emittierten Lichts; eine Lichtleiterplatte, die an einem unteren Bereich der Flüssigkristalltafel angeordnet ist, um das Licht, das von der ersten Polarisationsplatte zu einer Achse polarisiert ist, zu einer seitlichen Oberfläche davon total zu reflektieren und der Flüssigkristalltafel zuzuführen, und um natürliches Licht dadurch zu transmittieren, das von einer unteren Richtung eingetreten ist; eine zweite Polarisationsplatte, die an einem oberen Bereich der Flüssigkristalltafel angeordnet ist, um die Menge von polarisiertem Licht zu steuern, das durch die Flüssigkristalltafel durchtritt; und einen ersten positiven A-Film, der an einem unteren Bereich der Flüssigkristalltafel angeordnet ist, um den Polarisationszustand des Lichts zu ändern, das von der Lichtleiterplatte ausgegeben und der Flüssigkristalltafel zugeführt worden ist, wobei der Phasendifferenzwert in horizontaler Richtung (Re) 120 nm beträgt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung, und insbesondere auf eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die mit einem Kompensationsfilm versehen ist, um eine Blickwinkeleigenschaft zu verbessern.
2. Beschreibung der herkömmlichen Technik
Mit steigendem Interesse an Informationsanzeigen und verstärkter Nachfrage zur Nutzung von tragbaren Informationsmedien wurden in letzter Zeit Forschung und Vermarktung von leichtgewichtigen Flachtafelanzeigen mit dünnem Profil (flat panel displays, FPDs) aktiv durchgeführt, um traditionelle Anzeigen wie beispielsweise Kathodenstrahlröhren (cathode ray tubes, CRTs) zu ersetzen. Von solchen FPDs wurde insbesondere eine Flüssigkristallanzeige (liquid crystal display, LCD) – eine Vorrichtung zum Anzeigen von Bildern mittels einer optischen Anisotropie von Flüssigkristallmolekülen – aktiv auf ein Notebook, einen Desktop-Monitor oder ähnliches angewendet, da sie hervorragend in der Auflösung, Farbdarstellung, Bildqualität und Ähnlichem ist.
Andererseits wurden Studien an einer transparenten Anzeigevorrichtung durchgeführt, die es ermöglicht, dass rückseitig davon gelegene Objekte gesehen werden, und auf der Bilder realisiert werden können. Eine solche transparente Anzeigevorrichtung kann auf Fahrzeugfrontscheiben oder Scheiben von Häusern anwendbar sein, um vom Benutzer gewünschte Information bereitzustellen. Daher kann davon ausgegangen werden, dass die Anwendbarkeit von solchen transparenten Anzeigevorrichtungen stark ansteigt.
Im Allgemeinen kann für die transparente Anzeigevorrichtung eine organische Licht-emittierende Anzeigevorrichtung und Ähnliches verwendet werden, wobei spontanes Licht benützt wird.
Im Fall der organischen Licht-emittierenden Vorrichtung kann jedoch eine Anzeigevorrichtung davon nur transparent hergestellt werden und somit kann es unmöglich sein, die Transparenz an- oder auszuschalten, um die Anzeigevorrichtung transparent zu machen oder ein Bild darauf zu realisieren. Auch bestehen verschiedene Probleme wie beispielsweise geringe Ausbeute, Schwierigkeiten beim Herstellen einer großformatigen Anzeige, geringe Betriebssicherheit und Ähnliches.
Demzufolge ist es erforderlich, als transparente Anzeigevorrichtung eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung zu entwickeln, die eine hohe Ausbeute, großformatige Anzeigen, hohe Betriebssicherheit sowie einen großen Blickwinkel, hohe Leuchtkraft, hohes Kontrastverhältnis und viele Farben realisieren kann. Allerdings kann die Flüssigkristallanzeigevorrichtung nicht als transparente Anzeigevorrichtung verwendet werden. Denn die Flüssigkristallanzeigevorrichtung kann Licht nicht spontan emittieren, sondern realisiert ein Bild unter Verwendung von Licht einer Hintergrundbeleuchtung, da eine nicht-transparente Hintergrundbeleuchtungseinheit an einer rückseitigen Oberfläche der Flüssigkristalltafel und außerdem Polarisationsplatten jeweils sowohl an vorderen als auch an rückseitigen Oberflächen der Flüssigkristalltafel zum Steuern der Lichttransmission vorgesehen sein sollten. Insbesondere ermöglichen die jeweils sowohl an vorderen als auch an rückseitigen Oberflächen der Flüssigkristalltafel vorgesehenen Polarisationsplatten, dass Licht dadurch transmittiert wird, wenn Flüssigkristalle in der Flüssigkristalltafel angesteuert werden, aber dass die Polarisationsplatten in einem nicht-transparenten Zustand sind, wenn Flüssigkristalle nicht angesteuert werden, sodass es unmöglich ist, eine transparente Anzeige zu realisieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde ersonnen, um das oben erwähnte Problem zu lösen, und es ist Aufgabe der Erfindung, eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung anzugeben, bei der ein Kompensationsfilm einer Flüssigkristalltafel dazu vorgesehen ist, den Polarisationszustand von Licht zu ändern, wodurch eine Blickwinkeleigenschaft verbessert wird.
Um die obige Aufgabe zu erfüllen, kann eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung enthalten:
eine Flüssigkristalltafel;
eine Lichtquelle, die an einer Seite eines unteren Bereichs der Flüssigkristalltafel angeordnet ist, um Licht zu emittieren;
eine erste Polarisationsplatte zum Polarisieren des von der Lichtquelle emittierten Lichts;
eine Lichtleiterplatte, die an einem unteren Bereich der Flüssigkristalltafel angeordnet ist, um das durch die erste Polarisationsplatte in einer Achsenrichtung polarisierte Licht zu einer seitlichen Oberfläche der Lichtleiterplatte total zu reflektieren, um so das Licht der Flüssigkristalltafel zuzuführen, und um natürliches von einer unteren Richtung eingetretenes Licht dadurch durchtreten zu lassen;
eine zweite Polarisationsplatte, die an einem oberen Bereich der Flüssigkristalltafel angeordnet ist, um die Menge des durch die Flüssigkristalltafel hindurch getretenen polarisierten Lichts zu steuern; und
einen ersten positiven A-Film, der an einem unteren Bereich der Flüssigkristalltafel angeordnet ist, um den Polarisationszustand des durch die Lichtleiterplatte zur Flüssigkristalltafel zugeführten Lichts zu ändern, wobei der Phasendifferenzwert in horizontaler Richtung (Re) des ersten positiven A-Films ungefähr 100–150 nm, z. B. vorzugsweise 120 nm, beträgt.
Hierbei ist ein positiver A-Film ein Kompensationsfilm mit einem Brechungsindex, dessen Komponenten in x-, y- und z-Richtung dem Ausdruck: nx > ny = nz genügen, wobei nx die Komponente in x-Richtung, ny die Komponente in y-Richtung und nz die Komponente in z-Richtung des Brechungsindex ist.
Eine optische Achse des ersten positiven A-Films kann parallel zu einer optischen Achse der zweiten Polarisationsplatte sein und eine Reibungsrichtung der Flüssigkristalltafel kann rechtwinklig auf einer optischen Achse der zweiten Polarisationsplatte stehen.
Des Weiteren kann eine Triacetyl-Zellulose mit einem Phasendifferenzwert von ungefähr 80–200 nm zwischen dem ersten positiven A-Film und der Flüssigkristalltafel angeordnet sein und es können ferner ein zweiter positiver A-Film mit einem Phasendifferenzwert in horizontaler Richtung (Re) von ungefähr 100–150 nm, der zwischen der Flüssigkristalltafel und der zweiten Polarisationsplatte angeordnet ist, um den Polarisationszustand des von der Flüssigkristalltafel ausgegebenen Lichts zu ändern, und eine Triacetyl-Zellulose mit einem Phasendifferenzwert von ungefähr 80–200 nm enthalten sein, die zwischen dem zweiten positiven A-Film und der zweiten Polarisationsplatte angeordnet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung, dass ein Objekt auf der Rückseite als durchscheinend gesehen wird. Insbesondere ist in einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Kompensationsfilm auf der vorderen Oberfläche oder/und auf der rückseitigen Oberfläche der Flüssigkristalltafel angeordnet, um eine Hauptblickwinkelrichtung zu ändern, wodurch eine Blickwinkeleigenschaft verbessert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die begleitenden Zeichnungen, die eingeschlossen sind, um ein weiteres Verständnis der Erfindung zu liefern, und die darin eingeschlossen sind und einen Teil dieser Beschreibung bilden, veranschaulichen Beispiele der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Grundzüge der Erfindung zu erklären.
In den Zeichnungen ist:
1 eine Ansicht, die den Aufbau einer transparenten Flüssigkristallanzeigetafel gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Ansicht, die eine Totalreflexion von Licht in einer Lichtleiterplatte einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
3 eine Schnittansicht, die den Aufbau einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
4 eine Schnittansicht, die den Aufbau einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
5 eine Schnittansicht, die den Aufbau einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
6 eine Schnittansicht, die den Aufbau einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
7A und 7B sind Ansichten, die jeweils eine Leuchtkraft-Blickwinkeleigenschaft in einem normalen Schwarz-Modus in einer Normalenrichtung bei einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
8A und 8B sind Ansichten, die jeweils eine Leuchtkraft-Blickwinkeleigenschaft in einem normalen Schwarz-Modus in einer Normalenrichtung bei einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einem ersten und einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
9A und 9B sind Ansichten, die jeweils eine Leuchtkraft-Blickwinkeleigenschaft in einem normalen Schwarz-Modus in einer Normalenrichtung bei einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einem ersten und einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
10A und 10B sind Ansichten, die jeweils eine Leuchtkraft-Blickwinkeleigenschaft in einem normalen Schwarz-Modus in einer Normalenrichtung bei einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einem ersten und einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichen; und
11A bis 11D sind Graphen, die die Leuchtkraft entsprechend einer Blickwinkelrichtung bei einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einem ersten bis fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung angegeben. Insbesondere wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung angegeben, in der ein Kompensationsfilm vorgesehen ist, um eine Blickwinkeleigenschaft im Bildmodus zu verbessern.
1 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer transparenten Flüssigkristallanzeigetafel gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Wie in 1 veranschaulicht, kann eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 eine Flüssigkristalltafel 16, eine an einem unteren Bereich der Flüssigkristalltafel 16 angeordnete Lichtleiterplatte 14 zum Leiten von Licht zur Flüssigkristalltafel 16, eine an einer seitlichen Oberfläche der Lichtleiterplatte 14 angeordnete Lichtquelle 10 zum Emittieren von Licht zur Lichtleiterplatte 14, eine zwischen der Lichtquelle 10 und einer seitlichen Oberfläche der Lichtleiterplatte 14 angeordnete erste Polarisationsplatte 12 zum Polarisieren des von der Lichtquelle emittierten Lichts, das in die Lichtleiterplatte 14 eintritt, und eine an einem oberen Bereich der Flüssigkristalltafel 16 angeordnete zweite Polarisationsplatte 18 zum Polarisieren des durch die Flüssigkristalltafel 16 hindurchgetretenen Lichts enthalten.
Die Lichtquelle 10 ist in einer seitlichen Richtung der Lichtleiterplatte 14 angeordnet. Als Lichtquelle 10 kann eine Fluoreszenzlampe verwendet werden, wie beispielsweise eine Kaltkathode-Fluoreszenzlampe (cold cathode fluerescence lamp, CCFL) oder eine Fluoreszenzlampe mit äußerer Elektrode (external electrode fluorescent lamp, EEFL), oder eine Vielzahl von lichtemittierenden Vorrichtungen (LEDs). Wenn LEDs verwendet werden, kann eine LED verwendet werden, die monochromatisches Licht emittiert, wie beispielsweise Rot, Grün, Blau und Ähnliches, oder eine weiße LED, die weißes Licht emittiert. Das von der Lichtquelle 10 emittierte Licht kann ein erstes polarisiertes Licht (vertikal polarisiertes Licht) und ein zweites polarisiertes Licht (horizontal polarisiertes Licht) als sichtbares Licht enthalten. Die erste Polarisationsplatte 12 kann an einem seitlichen Bereich der Lichtleiterplatte 14 befestigt sein. Die erste Polarisationsplatte 12 darf nur ein erstes polarisiertes Licht von dem Licht durchlassen, das das erste polarisierte Licht und das zweite polarisierte Licht enthält.
Wenn das von der Lichtquelle 10 emittierte Licht in die erste Polarisationsplatte 12 eintritt, dann wird eine zweite polarisierte Lichtkomponente des Lichts von der erste Polarisationsplatte 12 absorbiert, um so nur ein erstes polarisiertes Licht durch die erste Polarisationsplatte 12 durchtreten zu lassen. Die Lichtleiterplatte 14 ermöglicht, dass das erste polarisierte Licht, das die erste Polarisationsplatte 12 passiert hat, in die Flüssigkristalltafel 16 an einem oberen Bereich davon eintritt.
Wie in 2 veranschaulicht, kann die Lichtleiterplatte 14 eine erste Brechungsschicht 22 und eine zweite Brechungsschicht 24 enthalten.
Die zweite Brechungsschicht 24 ist so angeordnet, dass sie an die Flüssigkristalltafel 16 angrenzt, und die erste Brechungsschicht 22 ist an einem unteren Bereich der zweiten Brechungsschicht 24 angeordnet. Mit anderen Worten wird zuerst die erste Brechungsschicht 22 ausgebildet und dann wird darauf die zweite Brechungsschicht 24 ausgebildet. Die erste Brechungsschicht 22 besteht aus einem Material mit einem ersten Brechungsindex (n1) und kann aus Kalziumfluorid (CaF₂) oder Magnesiumfluorid (MgF₂) und Ähnlichem zusammengesetzt sein. Hierbei beträgt der Brechungsindex von Kalziumfluorid (CaF₂) 1,35 und der Brechungsindex von Magnesiumfluorid (MgF₂) 1,38. Die zweite Brechungsschicht 24 ist ein Medium mit einem zweiten Brechungsindex (n2) und kann aus einer hochmolekularen Substanz zusammengesetzt sein, wie beispielsweise Polymer-Methyl-Methacrylat, Plastik oder Glas. Hierbei kann der zweite Brechungsindex (n2) innerhalb eines Bereichs von 1,49 bis 1,50 liegen.
Wie oben beschrieben, wird das erste polarisierte Licht, das in die Lichtleiterplatte 14 eingetreten ist, an einer Grenzfläche zwischen der ersten Brechungsschicht 22 und der zweiten Brechungsschicht 24 total reflektiert, da der zweite Brechungsindex (n2) größer ist als der erste Brechungsindex (n1), und tritt in die Flüssigkristalltafel 16 an einem oberen Bereich davon ein. Eine Totalreflexion bezeichnet, dass alles Licht mit einem Winkel größer als dem kritischen Winkel reflektiert wird, und der kritische Winkel (Θ_C) kann durch arcsin(n2/n1) bestimmt werden. Dementsprechend wird der kritische Winkel (Θ_C) umso kleiner, je größer der erste Brechungsindex (n1) bezüglich des zweiten Brechungsindex (n2) ist, und somit wird die Wahrscheinlichkeit größer, dass das erste polarisierte Licht total reflektiert wird.
Andererseits tritt natürliches Licht an einer unteren Oberfläche ein, d. h. von einer unteren Richtung. Natürliches Licht passiert die erste Brechungsschicht 22 und die zweite Brechungsschicht 24 und tritt in die Flüssigkristalltafel 16 ein. Die transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch solches natürliches Licht in einem transparenten Zustand sein, unabhängig vom Anzeigen von Bildern. Dementsprechend kann der Benutzer auf der Vorderseite der Anzeige ein Objekt unter der Lichtleiterplatte sehen.
Die Flüssigkristalltafel 16 enthält eine Flüssigkristallschicht und daher können Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht angesteuert werden, um die Phase des ersten polarisierten Lichts zu ändern. Die Phase des ersten polarisierten Lichts, die durch Ansteuern von Flüssigkristallmolekülen geändert werden kann, kann innerhalb eines Bereichs von 0 bis 90 Grad liegen.
Wie oben beschrieben, tritt natürliches Licht durch eine untere Oberfläche der Lichtleiterplatte 14 in die Flüssigkristalltafel 16 ein. Das natürliche Licht enthält sowohl das erste polarisierte Licht als auch das zweite polarisierte Licht. Dementsprechend treten sowohl das erste polarisierte Licht als auch das zweite polarisierte Licht vom natürlichen Licht in die Flüssigkristalltafel 16 ein und daher kann der Benutzer ein Objekt unter der Lichtleiterplatte 14 unabhängig vom Ansteuern von Flüssigkristallen sehen, d. h. unabhängig vom Anzeigen von Bildern.
Die zweite Polarisationsplatte 18 weist eine optische Achse rechwinklig zur ersten Polarisationsplatte 12 auf. Dementsprechend kann die hindurchgetretene Lichtmenge entsprechend einer Phase des ersten polarisierten Lichts gesteuert werden, die durch Ansteuern von Flüssigkristallmolekülen variiert wird. Beispielsweise wird das erste polarisierte Licht von der zweiten Polarisationsplatte nicht durchgelassen, wenn die Phase des ersten polarisierten Lichts 0 Grad beträgt, sondern die Menge des ersten polarisierten Lichts, das von der zweiten Polarisationsplatte durchgelassen wird, wird vergrößert, wenn die Phase des ersten polarisierten Lichts vergrößert wird. Da die Menge des ersten polarisierten Lichts vergrößert wird, kann eine höhere Abstufung erhalten werden.
3 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In diesem Ausführungsbeispiel ist, wie in 1 veranschaulicht, ein Kompensationsfilm in einer transparenten Flüssigkristallanzeigetafel vorgesehen und der Grund für die Bereitstellung eines Kompensationsfilms in der transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist, wie folgt.
Wie in 1 veranschaulicht, wird in einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 polarisiertes Licht, das von einer seitlichen Oberfläche der Lichtleiterplatte 14 eintritt, an einem unteren Bereich der Lichtleiterplatte 14 total reflektiert und dann der Flüssigkristalltafel 16 zugeführt. Wie in 2 veranschaulicht, tritt polarisiertes Licht, das zur Lichtleiterplatte 14 zugeführt wird, daher nicht in einer Richtung rechtwinklig zu einer Oberfläche der Flüssigkristalltafel 16 in die Flüssigkristalltafel 16 ein, sondern in einer geneigten Weise unter einem bestimmten Winkel. Dementsprechend ist eine Hauptblickwinkelrichtung der transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 nicht in einer frontalen Richtung, sondern in einer von der frontalen Richtung um einen bestimmten Winkel abweichenden Richtung. Wenn die transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung 1 hergestellt wird, wird demzufolge die Bildqualität insofern verschlechtert, dass die Farbe von Bildern in der frontalen Richtung verschoben ist und Ähnliches.
Im in 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist ein Kompensationsfilm vorgesehen, um eine Hauptblickwinkelrichtung der hergestellten transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung 101 in der frontalen Richtung zu kompensieren, wodurch eine Verschlechterung der Bildqualität verhindert wird.
Wie in 3 veranschaulicht, kann die transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung 101 in diesem Ausführungsbeispiel eine Flüssigkristalltafel 116, einen Kompensationsfilm 120 an einem unteren Bereich der Flüssigkristalltafel 116 und eine zweite Polarisationsplatte 130 enthalten, die an einem oberen Bereich der Flüssigkristalltafel 116 befestigt ist.
Obwohl es in der Zeichnung nicht gesondert dargestellt ist, ist die Flüssigkristalltafel 116 mit einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat ausgebildet und eine Flüssigkristallschicht ist zwischen dem ersten und zweiten Substrat ausgebildet. Das erste Substrat ist mit einem Dünnschichttransistor, einer Struktur von Gateleitungen und Datenleitungen und mit verschiedenen Elektroden ausgebildet. Das zweite Substrat ist mit einer Farbfilterschicht, um Farben tatsächlich zu realisieren, und einer Schwarzmatrix ausgebildet, um zu verhindern, dass die Bildqualität aufgrund des Durchsickerns von Licht verschlechtert wird.
Eine Lichtleiterplatte 114 ist an einem unteren Bereich des Kompensationsfilms 120 angeordnet und eine Lichtquelle 110 ist an einer Seite der Lichtleiterplatte 114 angeordnet. Von der Lichtquelle 110 emittiertes Licht wird von einer ersten Polarisationsplatte 112 polarisiert, die zwischen der Lichtleiterplatte 114 und der Lichtquelle 110 angeordnet ist, und tritt dann durch den Kompensationsfilm 120 hindurch, um so der Flüssigkristalltafel 116 zugeführt zu werden. Darüber hinaus wird natürliches Licht auf der Rückseite der Lichtleiterplatte 114 ebenfalls durch die Lichtleiterplatte 114 transmittiert, um so der Flüssigkristalltafel 116 zugeführt zu werden.
Die zweite Polarisationsplatte 130 kann einen Polarisationskörper 132, einen ersten Stützkörper 134 und einen zweiten Stützkörper 136 enthalten, die an beiden Oberflächen des Polarisationskörpers 132 befestigt sind. Der Polarisationskörper 132 ist ein Film, der natürliches Licht in beliebiges polarisiertes Licht umwandeln kann. Wenn einfallendes Licht in zwei polarisierte, auf einander rechtwinklig stehende Komponenten eingeteilt wird, kann hierbei der Polarisationskörper 132 mit der Funktion verwendet werden, eine polarisierte Komponente dadurch hindurch treten zu lassen, aber die andere polarisierte Komponente darin zu absorbieren, zu reflektieren oder zu streuen. Ein im Polarisationskörper 132 verwendeter optischer Film ist speziell nicht eingeschränkt, sondern es kann beispielsweise ein hochmolekularer Film, bei dem ein Jod oder zweifarbige Farbstoffe enthaltendes, Polyvinyl-Alkohol(PVA)-basiertes Harz als Hauptbestandteil verwendet wird, ein O-artiger Polarisationskörper, bei dem Flüssigkristallzusammensetzungen, die ein zweifarbiges Material und eine Flüssigkristallmischung enthalten, in einer bestimmten Richtung ausgerichtet sind, ein E-artiger Polarisationskörper, bei dem lyotrophe Flüssigkristalle in einer bestimmten Richtung ausgerichtet sind, oder Ähnliches verwendet werden.
Der erste Stützkörper 134 und der zweite Stützkörper 136 sind dazu vorgesehen, den Polarisationskörper 132 zu schützen, und bestehen hauptsächlich aus einem filmartigen Material. Dementsprechend kann jede beliebige Art von Schutzfilm verwendet werden, wenn es möglich ist, den Polarisationskörper 132 damit zu schützen. Beispielsweise kann eine Triacetyl-Zellulose (TAC) oder eine Triacetyl-Zellulose (Nullverzögerung-TAC) ohne Phasenunterschied (Rth) für den ersten Stützkörper 134 und den zweiten Stützkörper 136 verwendet werden. Hierbei weist die Triacetyl-Zellulose vorzugsweise einen Phasendifferenzwert von ungefähr 0–200 nm auf.
Der an einem unteren Bereich der Flüssigkristalltafel 116 angeordnete Kompensationsfilm 120 ist als uni-axialer Kompensationsfilm ein positiver A-Film. Hierbei beträgt der Phasendifferenzwert in horizontaler Richtung (Re) des Kompensationsfilms 120 ungefähr 100–150 nm. Der Kompensationsfilm 120 kann hauptsächlich aus einem Cycloolefin-Polymerfilm, einem Polykarbonatfilm, einem UV-härtbaren horizontal oder vertikal ausgerichteten Flüssigkristallfilm, einem Polystyren-Harz, einem Polyethylen-Terephthalat und Ähnlichem zusammengesetzt sein.
Die optische Achse der zweiten Polarisationsplatte 130 ist mit einem Winkel von 0 Grad angeordnet, die Reibungsrichtung der Flüssigkristalltafel 116 ist unter 90 Grad hergestellt und die optische Achse des Kompensationsfilms 120 ist mit einem Winkel von 0 Grad angeordnet. Mit anderen Worten ist die optische Achse des Kompensationsfilms 120 parallel zu einer optischen Achse der zweiten Polarisationsplatte 130 und steht rechtwinklig auf die Reibungsrichtung der Flüssigkristalltafel 116.
Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht der Flüssigkristalltafel 116 sind zum Zeitpunkt des ausgeschalteten Zustands der Flüssigkristalltafel 116 entlang der Reibungsrichtung des Ausrichtungsfilms angeordnet. Dementsprechend wird die optische Achse der Flüssigkristallmoleküle ebenfalls mit 90 Grad hergestellt. Der Grund dafür, dass die Reibungsrichtung der Flüssigkristalltafel 116 mit 90 Grad hergestellt wird, ist wie folgt.
Die Flüssigkristalltafel 116 gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine in der Ebene schaltende Flüssigkristalltafel (in-plane switching mode, IPS). In einer solchen IPS-Flüssigkristalltafel sind Elektroden für gemeinsames Potential und Pixelelektroden, die ein elektrisches Feld bilden, auf demselben Substrat ausgebildet und daher wird ein horizontales elektrisches Feld, das im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des Substrats ist, an die Flüssigkristallschicht angelegt.
Typischerweise sind die Elektroden für gemeinsames Potential und Pixelelektroden, die ein horizontales elektrisches Feld der IPS-Flüssigkristalltafel bilden, entlang der Datenleitungen angeordnet und daher wird die Reibungsrichtung des Ausrichtungsfilms mit einem Winkel von ungefähr 15–45 Grad hergestellt. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind jedoch die Elektroden für gemeinsames Potential und die Pixelelektroden der IPS-Flüssigkristallanzeigevorrichtung mindestens einmal innerhalb eines Pixels um einen vorgegebenen Winkel gebogen und das Reiben des Ausrichtungsfilms wird in Richtung der Datenleitungen vorgenommen, und zwar in einem Winkel von 90 Grad.
Die Biegung der Elektroden für gemeinsames Potential und der Pixelelektroden dient dazu, innerhalb eines Pixels eine Vielzahl von Domänen mit einem Hauptblickwinkel in unterschiedlichen Richtungen auszubilden, wodurch eine Blickwinkeleigenschaft der Flüssigkristallanzeigevorrichtung verbessert wird. Die Elektroden für gemeinsames Potential und die Pixelelektroden sind unter einem vorgegebenen Winkel zu den Datenleitungen ausgebildet und die Reibungsrichtung des Ausrichtungsfilms wird in Richtung der Datenleitungen hergestellt, und daher sind die Reibungsrichtung und die Elektroden für gemeinsames Potential und die Pixelelektroden unter einem vorgegebenen Winkel zueinander hergestellt, beispielsweise unter einem Winkel von ungefähr 15–45 Grad.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine IPS-Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem solchen Aufbau beschränkt, sondern kann ebenfalls auf eine FFS-Flüssigkristallanzeigevorrichtung (fringe field switching mode, FFS) angewendet werden, bei der die Reibungsrichtung mit 90 Grad ausgebildet ist und die Richtung der Elektroden und die Reibungsrichtung unter einem vorgegebenen Winkel zueinander ausgebildet sind.
In einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Kompensationsfilm 120 auf diese Weise an einem unteren Bereich der Flüssigkristalltafel 116 angeordnet und daher kann eine Hauptblickwinkelrichtung der transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Zustand, der unter einem vorgegebenen Winkel zur Normalenrichtung der Oberfläche der Flüssigkristalltafel 116 geneigt ist, zum Zustand rechtwinklig zur Oberfläche der Flüssigkristalltafel 116 geändert werden, wodurch eine Blickwinkeleigenschaft verbessert wird.
7A und 7B sind Ansichten, die eine Leuchtkraft-Blickwinkeleigenschaft in einem normalen Schwarz-Modus in einer Normalenrichtung im Bildmodus bei einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung jeweils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung (d. h. ohne einem Kompensationsfilm) und gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
Hierbei ist eine optische Achse der Flüssigkristallschicht in einem Zustand rechtwinklig zur optischen Achse der Polarisationsplatte. 7A und 7B veranschaulichen eine Kontrastverhältniseigenschaft bei einem Neigungswinkel innerhalb eines Bereichs von 0–80 Grad mit Bezug auf alle longitudinalen Winkel (oder Orientierungswinkel) bei Verwendung von weißem Licht für eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und für eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen optischen Kompensationsfilm enthält. In 7A und 7B gibt das Zentrum eines Kreises einen Fall an, bei dem der Neigungswinkel 0 Grad beträgt, und der Neigungswinkel vergrößert sich, wenn der Radius eines Kreises vergrößert wird, und die entlang des Umfangs gezeigten Werte geben longitudinale Winkel an.
Wie in 7A und 7B veranschaulicht, verstärkt sich das Durchsickern von Licht in einem normalen Schwarz-Modus, wenn die Helligkeit vergrößert wird. Wenn die Kontrastverhältniseigenschaften einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel von 7A mit der einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel von 7B verglichen wird, ist ersichtlich, dass das Durchsickern von Licht bei den Winkeln von 45, 135, 225 und 315 Grad, was den diagonalen Richtungen einer Flüssigkristalltafel entspricht, drastisch reduziert ist, wenn die Flüssigkristallanzeigevorrichtung in einem normalen Schwarz-Modus betrieben wird. Insbesondere ist das Durchsickern von Licht bei 45 und 135 Grad drastisch reduziert. Dementsprechend ist ersichtlich, dass in einem normalen Schwarz-Modus einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung (mit einem Kompensationsfilm) die Leuchtkraft einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung reduziert und das Kontrastverhältnis davon verbessert ist.
4 zeigt eine Schnittansicht, die eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung 201 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Wie in 4 gezeigt, kann die transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung 201 in diesem Ausführungsbeispiel eine Flüssigkristalltafel 216, einen ersten an einem unteren Bereich der Flüssigkristalltafel 216 angeordneten Kompensationsfilm 220, einen zwischen dem ersten Kompensationsfilm 220 und der Flüssigkristalltafel 216 angeordneten zweiten Kompensationsfilm 222 und eine zweite Polarisationsplatte 260 enthalten, die an einem oberen Bereich der Flüssigkristalltafel 216 befestigt ist.
Eine Lichtleiterplatte 214 ist an einem unteren Bereich des ersten Kompensationsfilms 220 angeordnet und eine Lichtquelle 210 ist an einer Seite der Lichtleiterplatte 214 angeordnet. Von der Lichtquelle 210 emittiertes Licht wird von einer erste Polarisationsplatte 212 polarisiert, die zwischen der Lichtleiterplatte 214 und der Lichtquelle 210 angeordnet ist, und passiert dann den ersten Kompensationsfilm 220 und den zweiten Kompensationsfilm 222, um so der Flüssigkristalltafel 216 zugeführt zu werden. Darüber hinaus wird natürliches Licht auf der Rückseite der Lichtleiterplatte 214 ebenfalls durch die Lichtleiterplatte 214 transmittiert, um so der Flüssigkristalltafel 216 zugeführt zu werden.
Eine zweite Polarisationsplatte 230 kann einen Polarisationskörper 232, einen ersten Stützkörper 234 und einen zweiten Stützkörper 236 enthalten, die an beiden Oberflächen des Polarisationskörpers 232 befestigt sind. Ein optischer Film, der im Polarisationskörper 232 verwendet wird, ist nicht besonders eingeschränkt, sondern es kann beispielsweise ein hochmolekularer Film, bei dem als Hauptbestandteil ein Jod oder zweifarbigen Farbstoff enthaltendes, Polyvinyl-Alkohol(PVA)-basiertes Harz enthalten ist, ein O-artiger Polarisationskörper, bei dem Flüssigkristallzusammensetzungen, die ein zweifarbiges Material und eine Flüssigkristallmischung enthalten, in einer vorgegebenen Richtung ausgerichtet sind, ein E-artiger Polarisationskörper, bei dem lyotrophe Flüssigkristalle in einer vorgegebenen Richtung ausgerichtet sind, oder Ähnliches verwendet werden. Des Weiteren kann für den erstem Stützkörper 234 und den zweiten Stützkörper 236 eine Triacetyl-Zellulose (TAC) oder eine Triacetyl-Zellulose (Nullverzögerungs-TAC) ohne Phasenunterschied (Rth) verwendet werden. Hierbei weist die Triacetyl-Zellulose vorzugsweise einen Phasendifferenzwert von ungefähr 0–200 nm auf.
Der an einem unteren Bereich der Flüssigkristalltafel 216 angeordnete erste Kompensationsfilm 220 ist als uni-axialer Kompensationsfilm ein positiver A-Film. Hierbei beträgt der Phasendifferenzwert in horizontaler Richtung (Re) des ersten Kompensationsfilms 220 ungefähr 100–150 nm. Hierbei kann der erste Kompensationsfilm 220 hauptsächlich aus einem Cycloolefin-Polymerfilm, einem Polykarbonatfilm, einem UV-härtbaren horizontal oder vertikal ausgerichteten Flüssigkristallfilm, einem Polystyren-Harz, einem Polyethylen-Terephthalat und Ähnlichem zusammengesetzt sein.
Die optische Achse der zweiten Polarisationsplatte 230 ist mit einem Winkel von 0 Grad angeordnet, die Reibungsrichtung der Flüssigkristalltafel 216 ist mit 90 Grad hergestellt und die optische Achse des ersten Kompensationsfilms 220 ist mit einem Winkel von 0 Grad angeordnet. Mit anderen Worten ist die optische Achse des ersten Kompensationsfilms 220 parallel zu einer optischen Achse der zweiten Polarisationsplatte 230 und rechtwinklig zur Reibungsrichtung der Flüssigkristalltafel 216.
Ein struktureller Unterschied zwischen der transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung dieses Ausführungsbeispiels und der in 3 veranschaulichten transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels besteht darin, dass in der transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung dieses Ausführungsbeispiels ein zweiter Kompensationsfilm 222 zwischen der Flüssigkristalltafel 216 und dem ersten Kompensationsfilm 222 vorgesehen ist. Der zweite Kompensationsfilm 222 besteht aus TAC mit einem Phasenunterschied von ungefähr 80–200 nm. Der zweite Kompensationsfilm 222 ist ein Schutzfilm, der aus demselben Material wie der erste Stützkörper 234 und der zweite Stützkörper 236 der zweiten Polarisationsplatte 230 ausgebildet ist. Jedoch ändert dieser Film den Polarisationszustand des Lichts, das von einem unteren Bereich der Flüssigkristalltafel 216 eintritt, um als eine Art Kompensationsfilm zu dienen, und daher kann er als ein zweiter Kompensationsfilm 222 bezeichnet werden.
In einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung 201 dieses Ausführungsbeispiels sind der erste Kompensationsfilm 220 und der zweite Kompensationsfilm 222 an einem unteren Bereich der Flüssigkristalltafel 216 angeordnet und daher kann eine Hauptblickwinkelrichtung der transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Zustand, der unter einem vorgegebenen Winkel zur Normalenrichtung der Oberfläche der Flüssigkristalltafel 216 geneigt ist, zum Zustand rechtwinklig zur Oberfläche der Flüssigkristalltafel 216 geändert werden, wodurch eine Blickwinkeleigenschaft verbessert wird.
8A und 8B sind Ansichten, die eine Leuchtkraft-Blickwinkeleigenschaft in einem normalen Schwarz-Modus in einer Normalenrichtung im Bildmodus bei einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung (ohne einen Kompensationsfilm) und gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen.
Wenn die Kontrastverhältniseigenschaft einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit der einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel verglichen wird, ist es wie in 8A und 8B veranschaulicht ersichtlich, dass das Durchsickern von Licht bei den Winkeln von 45, 135, 225 und 315 Grad entsprechend den diagonalen Richtungen einer Flüssigkristalltafel in einem normalen Schwarz-Modus drastisch reduziert ist. Insbesondere ist das Durchsickern von Licht bei 45 und 135 Grad drastisch reduziert. Dementsprechend ist ersichtlich, dass in einem normalen Schwarz-Modus einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung (mit einem Kompensationsfilm) die Leuchtkraft einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung reduziert und das Kontrastverhältnis davon verbessert ist.
5 zeigt eine Ansicht, die eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung 301 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Wie in 5 veranschaulicht, kann die transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung 301 in diesem Ausführungsbeispiel eine Flüssigkristalltafel 316, einen an einem unteren Bereich der Flüssigkristalltafel 316 angeordneten ersten Kompensationsfilm 320, einen an einem oberen Bereich der Flüssigkristalltafel 316 angeordneten zweiten Kompensationsfilm 326 und eine zweite Polarisationsplatte 330 enthalten, die an einem oberen Bereich der Flüssigkristalltafel 316 befestigt ist.
Eine Lichtleiterplatte 314 ist an einem unteren Bereich des ersten Kompensationsfilms 320 angeordnet und eine Lichtquelle 310 ist an einer Seite der Lichtleiterplatte 314 angeordnet. Von der Lichtquelle 310 emittiertes Licht wird von einer ersten Polarisationsplatte 312 polarisiert, die zwischen der Lichtleiterplatte 314 und der Lichtquelle 310 angeordnet ist, und passiert dann den ersten Kompensationsfilm 320, um so zur Flüssigkristalltafel 316 zugeführt zu werden. Darüber hinaus wird natürliches Licht auf der Rückseite der Lichtleiterplatte 314 ebenfalls durch die Lichtleiterplatte 314 transmittiert, um so zur Flüssigkristalltafel 316 zugeführt zu werden.
Eine zweite Polarisationsplatte 330 kann einen Polarisationskörper 332, einen ersten Stützkörper 334 und einen zweiten Stützkörper 336 enthalten, die an beiden Oberflächen des Polarisationskörpers 332 befestigt sind. Ein optischer Film, der im Polarisationskörper 332 verwendet wird, ist nicht besonders eingeschränkt, sondern es kann beispielsweise ein hochmolekularer Film, in dem als Hauptbestandteil ein Jod oder zweifarbigen Farbstoff enthaltendes Polyvinyl-Alkohol (PVA) basiertes Harz enthalten ist, ein O-artiger Polarisationskörper, bei dem Flüssigkristallzusammensetzungen, die ein zweifarbiges Material und eine Flüssigkristallmischung enthalten, in einer vorgegebenen Richtung ausgerichtet sind, ein E-artiger Polarisationskörper, bei dem lyotrophe Flüssigkristalle in einer vorgegebenen Richtung ausgerichtet sind, oder Ähnliches verwendet werden. Des Weiteren kann für den ersten Stützkörper 334 und den zweiten Stützkörper 336 eine Triacetyl-Zellulose (TAC) oder eine Triacetyl-Zellulose ohne Phasendifferenz Rth (Nullverzögerungs-TAC) verwendet werden. Hierbei weist die Triacetyl-Zellulose vorzugsweise einen Phasendifferenzwert von ungefähr 0–200 nm auf.
Der erste Kompensationsfilm 320 und der zweite Kompensationsfilm 326, die jeweils an einem unteren und oberen Bereich der Flüssigkristalltafel 316 angeordnet sind, sind ein positiver A-Film als uni-axialer Kompensationsfilm. Hierbei beträgt der Phasendifferenzwert in horizontaler Richtung (Re) des ersten Kompensationsfilms 320 und des zweiten Kompensationsfilms 326 ca. 100–150 nm. Der erste Kompensationsfilm 320 und der zweite Kompensationsfilm 326 können hauptsächlich aus einem Cycloolefin-Polymerfilm, einem Polykarbonatfilm, einem UV-härtbaren horizontal oder vertikal ausgerichteten Flüssigkristallfilm, einem Polystyren-Harz, einem Polyethylen-Terephthalat und Ähnlichem zusammengesetzt sein.
Die optische Achse der zweiten Polarisationsplatte 330 ist unter einem Winkel von 0 Grad angeordnet, die Reibungsrichtung der Flüssigkristalltafel 316 ist mit 90 Grad hergestellt und die optische Achse des ersten Kompensationsfilms 320 beträgt 0 Grad und der zweite Kompensationsfilm 326 ist unter einem Winkel von 90 Grad angeordnet. Mit anderen Worten ist die optische Achse des ersten Kompensationsfilms 320 parallel zu einer optischen Achse der zweiten Polarisationsplatte 330 und rechtwinklig zur Reibungsrichtung der Flüssigkristalltafel 316 und die optische Achse des zweiten Kompensationsfilms 326 ist rechtwinklig zu einer optischen Achse der zweiten Polarisationsplatte 330 und parallel zur Reibungsrichtung der Flüssigkristalltafel 316.
Ein struktureller Unterschied zwischen der transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung dieses Ausführungsbeispiels und der transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung des in 3 veranschaulichten zweiten Ausführungsbeispiels besteht darin, dass ein Kompensationsfilm 326 aus einem positiven A-Film an einem oberen Bereich sowie an einem unteren Bereich der Flüssigkristalltafel 316 in der transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung dieses Ausführungsbeispiels ausgebildet ist. Dementsprechend kann die Phasendifferenz von Licht, das von der Flüssigkristalltafel 316 ausgegeben wird, sowie die Phasendifferenz von Licht, das in die Flüssigkristalltafel 316 eintritt, kompensiert werden.
Andererseits kann in diesem Ausführungsbeispiel der zweite Kompensationsfilm 326 mit einem negativen C-Film angeordnet sein. Der negative C-Film kann hauptsächlich aus einem Cycloolefin-Polymerfilm, einem Polykarbonatfilm, einem UV-härtbaren horizontal oder vertikal ausgerichteten Flüssigkristallfilm, einem Polystyren-Harz, einem Polyethylen-Terephthalat und Ähnlichem zusammengesetzt sein. Hierbei beträgt ein Phasendifferenzwert in Dickenrichtung (Rth) des negativen C-Films ca. 80–150 nm.
Auch sind in einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung 301 dieses Ausführungsbeispiels der erste Kompensationsfilm 320 und der zweite Kompensationsfilm 326 jeweils an einem unteren oder oberen Bereich der Flüssigkristalltafel 316 angeordnet und daher kann eine Hauptblickwinkelrichtung der transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Zustand, der unter einem bestimmten Winkel zur Normalenrichtung der Oberfläche der Flüssigkristalltafel 316 geneigt ist, zum Zustand rechtwinklig zur Oberfläche der Flüssigkristalltafel 316 geändert werden, wodurch eine Blickwinkeleigenschaft verbessert wird.
9A und 9B zeigen Ansichten, die jeweils eine Leuchtkraft-Blickwinkeleigenschaft in einem normalen Schwarz-Modus in einer Normalenrichtung im Bildmodus bei einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung (ohne einen Kompensationsfilm) und einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
Wenn die Kontrastverhältniseigenschaft einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit der einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel verglichen wird, ist es wie in 9A und 9B veranschaulicht ersichtlich, dass das Durchsickern von Licht unter den Winkeln von 45, 135, 225 und 315 Grad entsprechend den diagonalen Richtungen einer Flüssigkristalltafel in einem normalen Schwarz-Modus drastisch reduziert ist. Insbesondere ist das Durchsickern von Licht bei 45 und 135 Grad drastisch reduziert. Dementsprechend ist ersichtlich, dass in einem normalen Schwarz-Modus einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung (mit einem Kompensationsfilm) die Leuchtkraft einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung reduziert ist und das Kontrastverhältnis davon verbessert ist.
6 ist eine Ansicht, die eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung 401 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Wie in 6 veranschaulicht, kann die transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung 401 in diesem Ausführungsbeispiel eine Flüssigkristalltafel 416, einen an einem unteren Bereich der Flüssigkristalltafel 416 angeordneten ersten Kompensationsfilm 420, einen zwischen dem ersten Kompensationsfilm 420 und der Flüssigkristalltafel 416 angeordneten zweiten Kompensationsfilm 422, einen an einem oberen Bereich der Flüssigkristalltafel 416 angeordneten dritten Kompensationsfilm 426 und eine zweite Polarisationsplatte 430 enthalten, die an einem oberen Bereich des dritten Kompensationsfilms 426 befestigt ist.
Eine Lichtleiterplatte 414 ist an einem unteren Bereich des ersten Kompensationsfilms 420 angeordnet und eine Lichtquelle 410 ist an einer Seite der Lichtleiterplatte 414 angeordnet. Von der Lichtquelle 410 emittiertes Licht wird von einer ersten Polarisationsplatte 412 polarisiert, die zwischen der Lichtleiterplatte 414 und der Lichtquelle 410 angeordnet ist, und passiert dann den ersten Kompensationsfilm 420, um so zur Flüssigkristalltafel 416 zugeführt zu werden. Darüber hinaus wird natürliches Licht auf der Rückseite der Lichtleiterplatte 414 ebenfalls durch die Lichtleiterplatte 414 transmittiert, um so zur Flüssigkristalltafel 416 zugeführt zu werden.
Eine zweite Polarisationsplatte 430 kann einen Polarisationskörper 432, einen ersten Stützkörper 434 und einen zweiten Stützkörper 436 enthalten, die an beiden Oberflächen des Polarisationskörpers 432 befestigt sind. Ein optischer Film, der im Polarisationskörper 432 verwendet wird, ist nicht besonders eingeschränkt, sondern es kann beispielsweise ein hochmolekularer Film, in dem als Hauptbestandteil ein Jod oder zweifarbigen Farbstoff enthaltendes Polyvinyl-Alkohol(PVA)-basiertes Harz enthalten ist, ein O-artiger Polarisationskörper, in dem Flüssigkristallzusammensetzungen, die ein zweifarbiges Material und eine Flüssigkristallmischung enthalten, in einer vorgegebenen Richtung ausgerichtet sind, ein E-artiger Polarisationskörper, in dem lyotrophe Flüssigkristalle in einer vorgegebenen Richtung ausgerichtet sind, oder Ähnliches verwendet werden. Des Weiteren kann eine Triacetyl-Zellulose (TAC) oder eine Triacetyl-Zellulose ohne Phasendifferenz Rth (Nullverzögerungs-TAC) für den ersten Stützkörper 434 und den zweiten Stützkörper 436 verwendet werden. Hierbei weist die Triacetyl-Zellulose vorzugsweise einen Phasendifferenzwert von ungefähr 0–200 nm auf.
Der erste Kompensationsfilm 420 und der dritte Kompensationsfilm 326, die jeweils an einem unteren Bereich und oberen Bereich der Flüssigkristalltafel 416 angeordnet sind, sind positive A-Filme und der zweite Kompensationsfilm 422 ist eine TAC.
Hierbei beträgt der Phasendifferenzwert in horizontaler Richtung (Re) des ersten Kompensationsfilms 420 und des dritten Kompensationsfilms 426 ca. 100–150 nm. Der erste Kompensationsfilm 420 und der dritte Kompensationsfilm 426 können hauptsächlich aus einem Cycloolefin-Polymerfilm, einem Polykarbonatfilm, einem UV-härtbaren horizontal oder vertikal ausgerichteten Flüssigkristallfilm, einem Polystyren-Harz, einem Polyethylen-Terephthalat und Ähnlichem zusammengesetzt sein.
Die optische Achse der zweiten Polarisationsplatte 430 ist unter einem Winkel von 0 Grad angeordnet, die Reibungsrichtung der Flüssigkristalltafel 416 ist mit 90 Grad hergestellt, die optische Achse des ersten Kompensationsfilms 420 beträgt 0 Grad und der dritte Kompensationsfilm 426 ist unter einem Winkel von 90 Grad angeordnet. Mit anderen Worten ist die optische Achse des ersten Kompensationsfilms 420 parallel zu einer optischen Achse der zweiten Polarisationsplatte 430 und senkrecht zur Reibungsrichtung der Flüssigkristalltafel 416 und die optische Achse des dritten Kompensationsfilms 426 ist senkrecht zu einer optischen Achse der zweiten Polarisationsplatte 430 und parallel zur Reibungsrichtung der Flüssigkristalltafel 416.
Ein struktureller Unterschied zwischen der transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung dieses Ausführungsbeispiels und der transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung des in 5 veranschaulichten vierten Ausführungsbeispiels besteht darin, dass ein zweiter Kompensationsfilm aus TAC zwischen dem ersten Kompensationsfilm 420 und der Flüssigkristalltafel 416 angeordnet ist.
Andererseits kann in diesem Ausführungsbeispiel der dritte Kompensationsfilm 426 mit einem negativen C-Film angeordnet sein. Der negative C-Film kann hauptsächlich aus einem Cycloolefin-Polymerfilm, einem Polykarbonatfilm, einem UV-aushärtbarem horizontal oder vertikal ausgerichtetem Flüssigkristallfilm, einem Polystyren-Harz, einem Polyethylen-Terephthalat und Ähnlichem zusammengesetzt sein. Hierbei beträgt der Phasendifferenzwert in Dickenrichtung (Rth) des negativen C-Films ca. 80–150 nm.
In einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung 401 dieses Ausführungsbeispiels sind der erste Kompensationsfilm 420 und der zweite Kompensationsfilm 422 an einem unteren Bereich der Flüssigkristalltafel 416 angeordnet und der dritte Kompensationsfilm 426 ist an einem oberen Bereich der Flüssigkristalltafel 416 angeordnet. Daher kann eine Hauptblickwinkelrichtung der transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Zustand, der in einem bestimmten Winkel zur Normalenrichtung der Oberfläche der Flüssigkristalltafel 416 geneigt ist, zum Zustand rechtwinklig zur Oberfläche der Flüssigkristalltafel 416 geändert werden, wodurch eine Blickwinkeleigenschaft verbessert wird.
10A und 10B sind Ansichten, die jeweils eine Leuchtkraft-Blickwinkeleigenschaft in einem normalen Schwarz-Modus in einer Normalenrichtung im Bildmodus bei einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung (ohne einen Kompensationsfilm) und gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
Wenn die Kontrastverhältniseigenschaft einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit der einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel verglichen wird, ist es wie in 10A und 10B veranschaulicht ersichtlich, dass das Durchsickern von Licht bei den Winkeln von 45, 135, 225 und 315 Grad entsprechend den diagonalen Richtungen einer Flüssigkristalltafel in einem normalen Schwarz-Modus drastisch reduziert ist. Insbesondere ist das Durchsickern von Licht bei 45 und 135 Grad drastisch reduziert. Dementsprechend ist ersichtlich, dass in einem normalen Schwarz-Modus einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung (mit einem Kompensationsfilm) die Leuchtkraft einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung reduziert und das Kontrastverhältnis davon verbessert ist.
Wie oben beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Kompensationsfilm an der Rückseite und an der Vorderseite einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung angeordnet, wodurch eine frontale Blickwinkeleigenschaft der transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung verbessert wird.
11A bis 11D sind Graphen, die die Leuchtkraft entsprechend einer Blickwinkelrichtung auf eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einem ersten bis fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Hierbei ist 11A ein Graph, der die Leuchtkraft in einem normalen Schwarz-Modus bei einem Orientierungswinkel von 0 Grad veranschaulicht; 11B ist ein Graph, der die Leuchtkraft in einem normalen Schwarz-Modus bei einem Orientierungswinkel von 45° veranschaulicht; 11C ist ein Graph, der die Leuchtkraft in einem normalen Schwarz-Modus bei einem Orientierungswinkel von 90 Grad veranschaulicht; und 11D ist ein Graph, der die Leuchtkraft in einem normalen Schwarz-Modus bei einem Orientierungswinkel von 135 Grad veranschaulicht.
Wie in 11A bis 11D veranschaulicht, ist die Leuchtkraft bei einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Kompensationsfilm gemäß dem zweiten bis fünften Ausführungsbeispiel im Vergleich zu einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung ohne einem Kompensationsfilm gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wesentlich reduziert. Insbesondere ist ersichtlich, dass die Leuchtkraft einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dem zweiten bis fünften Ausführungsbeispiel bei einem Blickwinkel von 75 Grad und den Orientierungswinkeln von 45 und 135 Grad im Vergleich zu einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel drastisch reduziert ist. Dies bedeutet, dass die Leuchtkraft in einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Kompensationsfilm gemäß dem zweiten bis fünften Ausführungsbeispiel in einer oberen rechten diagonalen Richtung und in einer oberen linken diagonalen Richtung der Flüssigkristalltafel im Vergleich zu einer transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel drastisch reduziert ist. Daher ist das Durchsickern von Licht in diesen Richtungen drastisch reduziert, wodurch eine Blickwinkeleigenschaft der transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung drastisch verbessert ist.
Wie oben beschrieben, wird eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angegeben, und insbesondere wird eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung angegeben, die einen Kompensationsfilm aufweist, um eine Blickwinkeleigenschaft zu verbessern.
Andererseits, obwohl in der vorausgehenden detaillierten Beschreibung eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem bestimmten Aufbau aufgezeigt worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit diesem Aufbau beschränkt. Der Kern der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung, bei der eine Blickwinkeleigenschaft davon verbessert ist, und dafür sind verschiedene Kompensationsfilme in der transparenten Flüssigkristallanzeigevorrichtung vorgesehen. Dementsprechend kann die vorliegende Erfindung ebenfalls auf eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem beliebigen Aufbau anwendbar sein, wenn ein Kompensationsfilm darin vorgesehen ist, um die Blickwinkeleigenschaft zu verbessern. Mit anderen Worten kann es auf eine transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung anwendbar sein, die alle die Strukturen aufweist, die eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung auf eine transparente Weise realisieren können.
Des Weiteren liegen der Beschreibung folgende Definitionen zugrunde:

1. Ein positiver A-Film ist ein Kompensationsfilm mit einem Brechungsindex, dessen Komponenten in x-, y- und z-Richtung einer der Ungleichungen: nx > ny = nz oder ny > nx = nz genügen, wobei nx die Komponente in x-Richtung, ny die Komponente in y-Richtung und nz die Komponente in z-Richtung des Brechungsindex ist.
2. Ein negativer A-Film ist ein Kompensationsfilm mit einem Brechungsindex, dessen Komponenten in x-, y- und z-Richtung einer der Ungleichungen: nx < ny = nz oder ny < nx = nz genügen.
3. Ein positiver C-Film ist ein Kompensationsfilm mit einem Brechungsindex, dessen Komponenten in x-, y- und z-Richtung der Ungleichung: nz > nx = ny genügen.
4. Ein negativer C-Film ist ein Kompensationsfilm mit einem Brechungsindex, dessen Komponenten in x-, y- und z-Richtung der Ungleichung: nz < nx = ny genügen.
5. Ein O-artiger Polarisationskörper ist ein Polarisationselement, das eine Komponente des ordentlichen Strahls von Licht transmittiert bzw. durchlässt.
6. Ein E-artiger Polarisationskörper ist ein Polarisationselement, das eine Komponente des außerordentlichen Strahls von Licht transmittiert bzw. durchlässt.

Mit anderen Worten können von den Fachleuten leicht andere Beispiele oder Ausführungsformen einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung ersonnen werden, die das Grundkonzept der vorliegenden Erfindung verwendet.

Claims

Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung, umfassend: eine Flüssigkristalltafel; eine Lichtquelle, die an einer Seite eines unteren Bereichs der Flüssigkristalltafel angeordnet ist, um Licht zu emittieren; eine erste Polarisationsplatte zum Polarisieren des von der Lichtquelle emittierten Lichts; eine Lichtleiterplatte, die an einem unteren Bereich der Flüssigkristalltafel angeordnet ist, um das von der ersten Polarisationsplatte in einer Achsenrichtung polarisierte Licht zu einer seitlichen Oberfläche der Lichtleiterplatte total zu reflektieren, um so das Licht zur Flüssigkristalltafel zuzuführen, und um natürliches Licht dadurch durchtreten zu lassen, das von einer unteren Richtung eingetreten ist; eine zweite Polarisationsplatte, die an einem oberen Bereich der Flüssigkristalltafel angeordnet ist, um die Menge des durch die Flüssigkristalltafel durchtretenden polarisierten Lichts zu steuern; und einen ersten positiven A-Film, der an einem unteren Bereich der Flüssigkristalltafel angeordnet ist, um den Polarisationszustand des durch die Lichtleiterplatte zur Flüssigkristalltafel zugeführten Lichts zu ändern, wobei der Phasendifferenzwert in horizontaler Richtung (Re) des ersten positiven A-Films ungefähr 100–150 nm beträgt.
Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelle eine Kathodenstrahl-Fluoreszenzlampe, eine Externe-Elektrode-Fluoreszenzlampe oder eine Licht-emittierende Vorrichtung (LED) umfasst.
Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die optischen Achsen der ersten Polarisationsplatte und der zweiten Polarisationsplatte rechtwinklig aufeinander stehen.
Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, wobei die Lichtleiterplatte umfasst: eine erste Brechungsschicht mit einem ersten Brechungsindex; und eine zweite Brechungsschicht, die auf der ersten Brechungsschicht angeordnet ist und einen zweiten Brechungsindex aufweist, der höher als der erste Brechungsindex ist.
Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, wobei die zweite Polarisationsplatte umfasst: einen Polarisationskörper; und einen ersten Stützkörper und einen zweiten Stützkörper, die jeweils an der oberen und unteren Oberfläche des Polarisationskörpers befestigt sind.
Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 5, wobei der erste Stützkörper und der zweite Stützkörper aus einer Triacetyl-Zellulose oder einer Triacetyl-Zellulose ohne Phasendifferenz (Rth) bestehen.
Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 6, wobei ein Phasendifferenzwert der Triacetyl-Zellulose ungefähr 0–200 nm beträgt.
Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der Polarisationskörper aus einem Polyvinyl-Alkohol basiertem Harz zusammengesetzt ist.
Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, wobei der erste positive A-Film aus einem Material zusammengesetzt ist, das aus der Gruppe bestehend aus einem Cycloolefin-Polymerfilm, einem Polycarbonatfilm, einem UV-härtbaren horizontal ausgerichteten Flüssigkristallfilm, einem Polystyren-Harz und einem Polyethylen-Terephthalat gewählt ist.
Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, wobei eine optische Achse des ersten positiven A-Films parallel zu einer optischen Achse der zweiten Polarisationsplatte ist.
Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, wobei eine Reibungsrichtung der Flüssigkristalltafel rechtwinklig auf einer optischen Achse der zweiten Polarisationsplatte steht.
Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, wobei die Flüssigkristalltafel eine in der Ebene schaltende Flüssigkristalltafel (in-plane switching, IPS) und/oder eine durch Randfeld schaltende Flüssigkristalltafel (fringe-field switching, FFS) umfasst.
Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, ferner umfassend: eine Triacetyl-Zellulose mit einem Phasendifferenzwert von ungefähr 80–200 nm, die zwischen dem ersten positiven A-Film und der Flüssigkristalltafel angeordnet ist.
Transparente Flüssigkristalltafel nach einem der obigen Ansprüche, ferner umfassend: einen zweiten positiven A-Film mit einem Phasendifferenzwert in horizontaler Richtung (Re) von ungefähr 100–150 nm, der zwischen der Flüssigkristalltafel und der zweiten Polarisationsplatte angeordnet ist, um den Polarisationszustand des von der Flüssigkristalltafel ausgegebenen Lichts zu ändern.
Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 14, wobei eine optische Achse des zweiten positiven A-Films rechtwinklig auf einer optischen Achse der zweiten Polarisationsplatte steht.
Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei der zweite positive A-Film aus einem Material zusammengesetzt ist, das aus der Gruppe bestehend aus einem Cycloolefin-Polymerfilm, einem Polycarbonatfilm, einem UV-aushärtbaren horizontal ausgerichteten Flüssigkristallfilm, einem Polystyren-Harz und einem Polyethylen-Terephthalat gewählt ist.
Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, ferner umfassend: eine Triacetyl-Zellulose mit einem Phasendifferenzwert von ungefähr 80–200 nm, die zwischen dem zweiten positiven A-Film und der zweiten Polarisationsplatte angeordnet ist.
Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, ferner umfassend: einen negativen C-Film mit einem Phasendifferenzwert in Dickenrichtung (Rth) von ungefähr 80–150 nm, der zwischen der Flüssigkristalltafel und der zweiten Polarisationsplatte angeordnet ist, um den Polarisationszustand des von der Flüssigkristalltafel ausgegebenen Lichts zu ändern.
Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 18, wobei der negative C-Film aus einem Material zusammengesetzt ist, das aus der Gruppe bestehend aus einem Cykloolefin-Polymerfilm, einem Polycarbonatfilm, einem UV-härtbaren horizontal ausgerichteten Flüssigkristallfilm, einem Polystyren-Harz und einem Polyethylen-Terephthalat gewählt ist.
Transparente Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, ferner umfassend: eine Triacetyl-Zellulose mit einem Phasendifferenzwert von ungefähr 80–200 nm, die zwischen dem negativen C-Film und der zweiten Polarisationsplatte angeordnet ist.