TW201131241A - Liquid crystal display apparatus - Google Patents

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201131241 六、發明說明： 本案係基於2010年1月6日申請之日本專利申請案 20 10_00 1 4 62號作成並主張其優先權，以參考的方式將其全 部內容倂入本文。 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於液晶顯示裝置，尤其是使用反射型顯示 及透過型顯示之兩種顯示方式的液晶顯示裝置。 【先前技術】 一般而言在液晶顯示裝置中，在室內等昏暗的環境 下’若使用利用從配置在液晶面板背面之面光源所射出之 透過光來進行顯示的透過型顯示，便可獲得可見度佳的顯 示。這樣的透過型顯示，在屋外等比較明亮的環境下面光 源的輝度相對不足，可見度變差。又，若從面光源射出不 輸周圍亮度的高輝度的光，則消耗電力變大。另一方面， 在屋外等明亮的環境下’若使用使從周圍入射至該液晶顯 示裝置的光在液晶面板的背面反射，而使用該反射光進行 顯示的反射型顯示，便可獲得可見度佳的顯示。這樣的反 射型顯示，在室內等昏暗的環境下，輝度會不足。 因此’已知有擷取兩種顯示方式的優點，不論是作爲 反射型液晶顯示裝置或是作爲透過型液晶顯示裝置都能加 以利用之反射/透過型液晶顯示裝置。作爲這樣的反射/透過 型液晶顯示裝置’在例如日本特開2002- 1 07725號公報所揭 露之反射/透過型液晶顯示裝置’係在液晶面板之觀察側的 201131241 相反側配置面光源，在液晶面板與面光源之間配置半透過 反射膜。又，在例如日本特開2004-937 1 5號公報所揭露之 反射/透過型液晶顯示裝置，係在液晶面板之觀察側的相反 側配置面光源，將前述液晶顯示元件之複數個畫素各自區 分爲2個區域，在其一方區域之液晶面板與面光源之間設 置反射膜作爲反射型用，將剩下的一方區域作爲透過型用。 例如，在日本特開2002- 1 077 25號公報及日本特開 2004-9 3 7 1 5號公報所揭露之反射/透過型液晶顯示裝置，皆 謀求兼顧作爲反射型液晶顯示裝置的性能和作爲透過型液 晶顯示裝置的性能。然而這些液晶顯示裝置，不論是產生 作爲反射型液晶顯示裝置或是作爲透過型液晶顯示裝置的 功能，若相較於作爲反射型顯示或透過型顯示的專用品來 設計的情況，則不論是作爲反射型液晶顯示裝置或是作爲 透過型液晶顯示裝置的顯示都是暗的而可見度差。 【發明內容】 本發明之液晶顯示裝置的態樣之一，係具備以下： 第1偏光板； 液晶顯示胞元，係鄰接前述第1偏光板； 第2偏光板，係鄰接前述液晶顯示胞元之相對於前述 第1偏光板側的相反側.； 切換胞元，係鄰接前述第2偏光板之相對於前述液晶 顯示胞元側的相反側； 第1反射偏光板，係鄰接前述切換胞元之相對於前述 201131241 第2偏光板側的相反側； 面光源，係鄰接前述第1反射偏光板之相對於前述切 換胞元側的相反側；及 控制驅動部，係將前述切換胞元切換成第1狀態和第 2狀態， 該第1狀態，係使從前述面光源射出而透過前述第1 反射偏光板之偏光的振動面與前述第2偏光板的透過軸一 致，並且使從前述第1偏光板側入射至前述液晶顯示胞元 而透過前述第2偏光板之偏光的振動面與前述第1反射偏 光板的透過軸一致， 該第2狀態，係使從前述面光源射出而透過前述第1 反射偏光板之偏光的振動面與前述第2偏光板的吸收軸一 致，並且使從前述第1偏光板側入射至前述液晶顯示胞元 而透過前述第2偏光板之偏光的振動面與前述第1反射偏 光板的反射軸一致。 本發明之液晶顯示裝置的其他態樣之一，係具備以下： 第1偏光板； 主動矩陣型液晶顯示胞元，係鄰接前述第1偏光板； 第2偏光板，係鄰接前述主動矩陣型液晶顯示胞元之 相對於前述第1偏光板側的相反側； 切換胞元，係鄰接前述第2偏光板之相對於前述主動 矩陣型液晶顯示胞元側的相反側； 第1反射偏光板，係鄰接前述切換胞元之相對於前述 201131241 第2偏光板側的相反側； 面光源，係鄰接前述第1反射偏光板之相對於前 換胞元側的相反側；及 控制驅動部，係將前述切換胞元切換成第1狀態 2狀態， 該第1狀態，係使從前述面光源射出而透過前述 反射偏光板之偏光的振動面與前述第2偏光板的透過 致，並且使從前述第1偏光板側入射至前述主動矩陣 晶顯示胞元而透過前述第2偏光板之偏光的振動面與 第1反射偏光板的透過軸一致， 該第2狀態，係使從前述面光源射出而透過前述 反射偏光板之偏光的振動面與前述第2偏光板的吸收 致，並且使從前述第1偏光板側入射至前述主動矩陣 晶顯示胞元而透過前述第2偏光板之偏光的振動面與 第1反射偏光板的反射軸一致。 以下的說明將敘述本發明之數個其他目標及優點 部分可由說明顯而易知，或可藉由實施本發明來獲知 發明的數個目標及優點可藉由以下特別指出的手段及 來實現及獲得。 倂入且構成本說明書的一部分的隨附圖式，圖示 發明之數個實施例，連同上述的一般說明及下述的數 施例的詳細說明，用以解釋本發明的原理。 【實施方式】 述切 和第 第1 軸一 型液 前述 第1 軸一 型液 前述 ) —* 。本 組合 了本 個實 201131241 [第1實施形態] 以下，就本發明之第1實施形態參照圖式加以說明。 該液晶顯示裝置係如第1圖所示之其示意圖般’具有顯示 面板100、切換胞元200、反射偏光板240、面光源300、 顯示面板驅動部420、切換胞元驅動部440、及面光源驅動 部 460。 顯示面板1 00，係一般習知的扭轉式向列型液晶顯示面 板（Twist Nematic Liquid Crystal Display Panel)，利用顯 示面板驅動部420驅動，顯示影像。面光源300，係利用面 光源驅動部460驅動，產生作爲顯示面板100之背光的功 能。反射偏光板240，係具有以下特性之光學元件：將具有 反射軸方向之偏光面的偏光反射，使具有與反射軸正交之 透過軸方向之偏光面的偏光透過。切換胞元200，係利用作 爲控制驅動部之切換胞元驅動部440驅動，具有能以透過 型顯示及反射型顯示切換該液晶顯示裝置的顯示方式的功 能。在此，透過型顯示係指，在第1圖左側，如以箭頭所 示之光路徑般，將從面光源300射出，透過反射偏光板240 及切換胞元20 0的光導引至顯示面板100,使觀察者觀察影 像的顯示方式。另一方面，反射型顯示係指，在第1圖右 側，如以箭頭所示之其光路徑般’將從觀察者側入射之光 以反射偏光板240反射，導引至顯示面板100，使觀察者觀 察影像的顯示方式。 第2圖係本實施形態的液晶顯示裝置之部分顯示面板 201131241 100、切換胞元200、及反射偏光板240之剖面放大圖。顯 示面板100係由觀察側偏光板140、液晶顯示胞元101、及 背面側偏光板1 50所構成，爲一般習知之扭轉式向列型的 液晶顯示面板。顯示面板1 00係例如設置成皆屬玻璃基板 等透明基板之TFT側基板1 1 0與彩色濾光片（CF )側基板 120對向。在TFT側基板110上，係在每個子畫素，利用 例如氧化銦錫（ITO)膜等之透明導電膜形成畫素電極112, 它們係連接至形成在TFT側基板110上而作用爲畫素電極 112之開關的各個薄膜電晶體（TFT) 114。在TFT側基板 110上，進一步以覆蓋畫素電極112、TFT1 14、及未圖示的 配線等之方式形成TFT側配向膜1 16,施加由磨刷（rubbing ) 所造成的配向處理。 在CF側基板120上，形成彩色濾光片122，在其上形 成由例如ITO所構成之共通電極124。進一步在共通電極 1 24上，形成CF側配向膜1 26，施加由磨刷所造成的配向 處理。 TFT側基板1 10及CF側基板120，係以使TFT側配向 膜1 1 6及CF側配向膜1 26對向的方式配置，利用未圖示之 密封材，以使2片基板具有一定間隔之間隙的方式貼合在 其外周。在由TFT側配向膜1 16、CF側配向膜126、及前 述未圖示之密封材所包圍的空間，封入液晶分子，形成顯 示面板液晶層1 3 0。 在CF側基板120之形成有彩色濾光片122的面之相反 201131241 側的面，貼合有作爲第1偏光板的觀察側偏光板1 40。 在TFT側基板11〇之形成有畫素電極112的面之相反 面，貼合有作爲第2偏光板的背面側偏光板1 50。又， 2圖中，爲了簡單起見，將例如黑色矩陣、各種電極 學膜等，在本實施形態之說明中用不到的構成要素加 略。 切換胞元200,係具有例如皆屬玻璃基板等透明基 作爲第1基板的顯示面板側基板2 1 0及作爲第2基板 光側基板220。在顯示面板側基板2 1 0上，將由例如 所構成之作爲第1電極的顯示面板側電極212全面地 在一面。在顯示面板側電極212上，形成作爲第1配 之顯示面板側配向膜2 1 4，施加由磨刷所造成的配向處 在背光側基板220上，將由例如ITO所構成之作爲第 極的背光側電極222全面地形成在一面。在背光側電桓 上，形成作爲第2配向膜之背光側配向膜224，施加由 所造成的配向處理。 顯示面板側基板210及背光側基板220係以使顯 板側配向膜214與背光側配向膜224對向的方式配置 用未圖示之密封材，以使該等2片基板具有一定間隔 隙的方式在其外周貼合。在由顯示面板側配向膜2 1 4、 側配向膜224、及前述未圖示之密封材所包圍的空間， 液晶分子，形成有切換胞元液晶層230。 切換胞元200，係以使顯示面板側基板2 1 0成爲顯 又， 側的 在第 、光 以省 板之 的背 ITO 形成 向膜 理。 2電 ! 222 磨刷 示面 ，利 的間 背光 封入 示面 -10- 201131241 板100側的方式，貼合在顯示面板100。即，切換胞元200 共用顯示面板100的背面側偏光板150。 在背光側基板220之形成有背光側電極222的面之相 反側的面，貼合有作爲第1反射偏光板的反射偏光板240。 然後，在反射偏光板240之與切換胞元200貼合的面之相 反側，配置有第1圖所示之作爲背光的面光源300。 接著，參照第3圖說明本實施形態之液晶顯示裝置之 顯示面板液晶層1 30、觀察側偏光板140、背面側偏光板 150、切換胞元液晶層230、及反射偏光板240的光學性構 成。在第3圖中，在觀察側偏光板1 40及背面側偏光板1 50 所示之實線箭頭的指向，表示觀察側偏光板1 40及背面側 偏光板150的透過軸的方向。在反射偏光板24 0所示之實 線箭頭表示反射偏光板240的透過軸的方向，虛線箭頭表 示反射軸的方向。即，觀察側偏光板140的透過軸與背面 側偏光板1 50的透過軸係處在正交的位置關係。又，反射 偏光板240之透過軸的反射偏光板透過軸240a，係處在與 觀察側偏光板1 40的透過軸一致，與背面側偏光板1 50的 透過軸正交的位置關係。然後，反射偏光板反射軸240b， 係處在與反射偏光板透過軸240a正交的位置關係，處在與 背面側偏光板150的透過軸一致，與觀察側偏光板140的 透過軸正交的位置關係。在此，觀察側偏光板1 40、背面側 偏光板150、及反射偏光板240的透過軸等之前述說明的光 學軸，彼此相對的位置關係是特地安排的。因此，相對於 -11- 201131241 由該面板的左右方向等所定義之絕對的位置關係 何的位置關係。即，只要維持著此關係，亦可使整 顯示面板液晶層130，係在畫素電極112與 1 24之間未形成電場的狀態下（在第3圖中記載負 顯示面板液晶層1 30中的液晶分子，係由TFT側配 及CF側配向膜126來規定配向，在其間扭轉90° 此透過顯示面板液晶層130的偏光係使其偏光面） 在第3圖中之顯示顯示面板液晶層130的圖中，記 的圖，係示意地表示使這樣的偏光旋轉90°的狀 此，相對於由該面板的左右方向等所定義之絕對 係，液晶分子的配向方向可爲任何的位置關係。 圖並非意指T.FT側配向膜1 1 6及CF側配向膜1 26 向、與觀察側偏光板1 40及背面側偏光板1 5 0的 向的關係者。 另一方面，在畫素電極112與共通電極124 有電場的狀態下（在第3圖中記載爲ON )，顯示 層130中的液晶分子係對TFT側基板110垂直並 透過顯示面板液晶層130的偏光旋轉。在第3圖 板液晶層130中，記載爲ON的圖，係與OFF的 地，示意地表示不會使偏光旋轉的狀態者。 在切換胞元液晶層2 30之顯示面板側配向膜 光側配向膜224的磨刷方向亦處在扭轉90°的位i 換胞元液晶層230中之液晶分子亦與顯示面板液 ，可爲任 體旋轉。 共通電極 } OFF)， 向膜1 16 配置。因 症轉9 0°。 載爲OFF 態者。因 的位置關 即，第 3 之磨刷方 透過軸方 之間形成 面板液晶 且不會使 中顯示面 情況同樣 2 1 4及背 【關係，切 晶層130 -12- 201131241 的情況同樣地動作。即，在顯示面板側電極2 1 2與背光側 電極222之間未形成電場的狀態下（在第3圖中記載爲 OFF)，切換胞元液晶層230中的液晶分子，係由顯示面板 側配向膜214及背光側配向膜224來規定配向，配置成在 其間扭轉90°。因此，透過切換胞元液晶層230的偏光，可 使其偏光面旋轉90°。另一方面，在顯示面板側電極212與 背光側電極222之間形成有電場的狀態下（在第3圖中記 載爲ON)，切換胞元液晶層230中的液晶分子係對顯示面 板側基板2 1 0垂直並且不會使透過切換胞元液晶層230的 偏光旋轉。在第3圖之切換胞元液晶層230中之圖的顯示， 亦與顯示面板液晶層1 30的情況同樣地顯示。因此，第3 圖並非表示顯示面板側配向膜2 1 4及背光側配向膜224的 磨刷方向者。 依此方式，例如顯示面板1 〇〇，係產生作爲控制光的透 過來進行顯示之液晶顯示面板的功能；例如面光源300，係 產生作爲配置在液晶顯示面板之背面側偏光板側之面光源 的功能；例如切換胞元200及反射偏光板240，係配置在前 述液晶顯示面板與前述面光源之間，產生作爲具有第1狀 態及第2狀態之切換光學元件的功能’其中該第1狀態係 使從前述面光源射出的光透過前述背面側偏光板而入射至 液晶顯示胞元，該第2狀態係將從前述觀察側偏光板入射 至前述液晶顯示胞元而從前述背面側偏光板射出的光反 射，並且使該反射光透過前述背面側偏光板而入射至前述 -13 - 201131241 液晶顯示胞元；例如切換胞元驅動部440，係產生作爲控制 切換光學元件之控制驅動部的功能。然後，例如反射偏光 板240，係產生作爲將具有反射軸方向的振動面的偏光反 射，使具有與反射軸正交之透過軸方向之振動面的偏光透 過之反射偏光板的功能；例如切換胞元200，係產生作爲在 第1狀態下，使從面光源射出而透過前述反射偏光板的偏 光的振動面，與前述背面側偏光板的透過軸一致，使從前 述觀察側偏光板入射至前述液晶顯示胞元而透過前述背面 側偏光板的偏光的振動面，與前述反射偏光板的前述透過 軸一致，在第2狀態下，使從前述觀察側偏光板側入射至 前述液晶顯示胞元而透過前述背面側偏光板的偏光的振動 面，與前述反射偏光板的前述反射軸一致，使從前述面光 源射出而透過前述反射偏光板的偏光的振動面，與前述背 面側偏光板的吸收軸一致之切換胞元的功能：例如顯示面 板側基板2 1 0，係產生作爲配置在液晶顯示面板側之顯示元 件側基板的功能；例如背光側基板220，係產生作爲配置在 反射偏光板側之面光源側基板的功能；例如顯示面板側電 極2 1 2，係產生作爲在顯示元件側基板之與面光源側基板對 向之側的面上所形成之顯示元件側電極的功能；例如顯示 面板側配向膜214,係產生作爲在顯示元件側電極上所形成 之顯示元件側配向膜的功能；例如背光側電極222，係產生 作爲在面光源側基板之與顯示元件側基板對向之側的面上 所形成之面光源側電極的功能；例如背光側配向膜224，係 -14- 201131241 產生作爲在面光源側電極上所形成之面光源側配向膜的功 能：例如切換胞元液晶層230，係產生作爲由配置在顯示元 件側配向膜與面光源側配向膜之間的液晶分子所構成之液 晶層的功能。 接著，說明本實施形態之液晶顯示裝置的動作。顯示 面板1 00係一般的扭轉式向列型的液晶顯示面板。即，從 背面側透過背面側偏光板1 5 0的光，係使其偏光面與背面 側偏光板1 5 0的透過軸的指向一致。具有與此背面側偏光 板150的透過軸一致之偏光面的光，係入射至顯示面板液 晶層1 3 0。 在此，在畫素電極112與共通電極124之間未形成電 場的子畫素中，如前述般，液晶分子係在TFT側配向膜1 1 6 與CF側配向膜126之間扭轉90°配置，所以可使透過的光 的偏光面旋轉90°。其結果，透過顯示面板液晶層130的光 的偏光面，係與觀察側偏光板140的透過軸一致，透過顯 示面板1 00的光被射出至觀察側。 另一方面，在畫素電極112與共通電極124之間形成 有電場的子畫素中，如前述般，液晶分子係與TFT側基板 110垂直地配置，所以不會使透過的光的偏光面旋轉。其結 果，透過顯示面板液晶層130的光的偏光面，係與觀察側 偏光板140的透過軸正交：與吸收軸一致，所以透過顯示 面板1 00的光不會被射出至觀察側。 如以上，只要按每個子畫素控制在畫素電極112與共 -15- 201131241 通電極124之間所形成的電場，便能按每個子畫素控制是 否透過顯示面板100，因此該顯示面板100能顯示影像。 接著就本實施形態的切換胞元200的動作加以說明。 首先，說明切換胞元200爲OFF時，即，在顯示面板側電 極2 1 2與背光側電極222之間未形成電場的狀態。此時， 該液晶顯示裝置產生作爲透過型液晶顯示裝置的功能。參 照第4圖說明此事。在第4圖的中列，係與第3圖同樣地， 示意地顯示背面側偏光板150、切換胞元液晶層230、及反 射偏光板240的光軸方向。在第4圖的左列，係在圓圈中 以黑色箭頭示意地表示從作爲背光的面光源300所射出的 光的偏光面，以白色箭頭的指向分別表示朝向中列所示之 背面側偏光板150、切換胞元液晶層230、及反射偏光板240 的入射、及來自它們的射出。在第4圖的右列，係與左列 同樣地，在圓圈中以黑色箭頭示意地表示從顯示面板1 00 側透過背面側偏光板1 50的光的偏光面 如第4圖的左列般，從背光所射出的光之中，使其偏 光面與反射偏光板240的透過軸一致的光，會透過反射偏 光板240。透過反射偏光板240的光，當通過切換胞元液晶 層230時，使其偏光面旋轉90°。因此，入射至背面側偏光 板150的光的偏光面，係與背面側偏光板150的透過軸一 致。因此，該光會透過背面側偏光板150。之後的透過光的 舉動係與透過一般液晶顯示裝置中之背面側的偏光板之光 的舉動相同》 -16- 201131241 另一方面，如第4圖的右列所示般，從該液晶顯示裝 置之觀察側透過顯示面板100的光，係使其偏光面與背面 側偏光板1 50的透過軸一致。此光，當通過切換胞元液晶 層2 30時，使其偏光面旋轉90°。因此，入射至反射偏光板 240的光的偏光面係與反射偏光板240的透過軸一致。因 此，透過顯示面板100而來的光會透過反射偏光板240。能 使此光在背光面反射，作爲二次光源再利用。 如以上說明般，當切換胞元200爲OFF時，該液晶顯 示裝置產生作爲使用從背光所射出的光來進行顯示之透過 型液晶顯示裝置的功能。 接著，·參照第5圖說明當切換胞元200爲ON狀態時， 即，在顯示面板側電極2 1 2與背光側電極222之間形成有 電場的狀態，與第4圖同樣地，在中列示意地顯示背面側 偏光板150、切換胞元液晶層230、及反射偏光板240的光 軸方向，在其左列示意地顯示從背光所射出的光的偏光 面，在右列示意地顯示從顯示面板側透過背面側偏光 板150的光的偏光面。此時，該液晶顯示裝置係產生作爲 反射型液晶顯示裝置的功能。 如第5圖右列所示般’從該液晶顯示裝置的觀察側透 過顯示面板100的光，係使其偏光面與背面側偏光板150 的透過軸一致。此光’當通過切換胞元液晶層230時’不 會使其偏光面旋轉。因此’入射至反射偏光板240的光的 偏光面係與反射偏光板240的反射軸一致。因此’透過顯 -17- 201131241 示面板100而來的光會在反射偏光板24 0被反射。又’由 於與反射偏光板240的透過軸正交，所以與切換胞元200 爲OFF狀態時不同，入射至反射偏光板24 0的光不會透過。 在第5圖中，以X記號表示此狀態。 在反射偏光板240被反射的光再次通過切換胞元液晶 層230。此時，不會使其偏光面旋轉。因此，入射至背面側 偏光板1 5 0的光的偏光面係與背面側偏光板1 5 0的透過軸 —致。因此，該光會透過背面側偏光板1 50。之後的透過光 的舉動係與透過一般液晶顯示裝置中之背面側的偏光板之 光的舉動相同。 另一方面，如第5圖的左列所示般，從背光所射出的 光之中，使其偏光面與反射偏光板240的透過軸一‘致的光 會透過反射偏光板240。透過反射偏光板240的光，當通過 切換胞元液晶層230時，不會使其偏光面旋轉。因此，入 射至背面側偏光板150的光的偏光面，係與背面側偏光板 150的透過軸正交，與背面側偏光板150的吸收軸一致。因 此，該光不會透過背面側偏光板150。在第5圖中，以X記 號表示此狀態。 如以上說明般，切換胞元200爲ON時，該液晶顯示裝 置之從觀察側入射的光會在反射偏光板240反射，產生作 爲使用該反射光來進行顯示之反射型液晶顯示裝置的功 能。 如以上，根據本實施形態之液晶顯示裝置，便能利用 -18- 201131241 切換胞元200的ON或OFF來使該液晶顯示裝置產生切換 成反射型顯示或透過型顯示的功能。例如，在屋外等明亮 的場所使其產生作爲反射型液晶顯示裝置的功能’在屋內 等昏暗的場所使其產生作爲透過型液晶顯示裝置的功能’ 因此不論是在何種亮度的環境中，該液晶顯示裝置都能確 保可見度佳的顯示性能。_ 只要如本實施形態的液晶顯示裝置般地進行構成’便 不會如前述日本特開2002- 107725號公報及前述日本特開 2004-937 1 5號公報所揭露之反射/透過型液晶顯示裝置般’ 作爲反射型液晶顯示裝置或透過型液晶顯示裝置，會因縮 小有效的畫素面積等而使性能受到限定。因此，根據本實 施形態的液晶顯示裝置，則不論是作爲反射型液晶顯示裝 置及透過型液晶顯示裝置之何種顯示裝置，都能大量取得 有效的畫素面積、獲得高顯示性能，不論是在何種亮度環 境下都能顯示優良品質的影像。 又’相較於在屋外等明亮的場所中係藉由將背光設爲 高輝度來提高可見度之過去的液晶顯示元件，因爲在屋外 等明亮的場所中係使用反射型顯示所以能抑制消耗電力。 又’此切換，可考量藉由使用者操作未圖示的開關來 進行。此情況’當切換爲反射型顯示時，亦可藉由將背光 設爲OFF來謀求省電化。 又’在本實施形態的說明中，顯示面板1 〇〇係以扭轉 式向列型液晶顯示面板來做說明，但不限於此，亦可使用 -19- 201131241 以下之任一液晶顯示面板：超扭轉式向列型液晶顯示面 板，係使液晶分子在TFT側基板1 1 〇與CF側基板1 20之間 以180°~270°範圍的扭轉角進行扭轉配向；非扭轉式垂直配 向型（Vertical Alignment方式；VA方式）液晶顯示面板， 係使液晶分子對TFT側基板110垂直地配向；水平配向型 液晶顯不面板，係包含橫電場型的In-Plane Switching方式 (IPS方式）的液晶顯示面板之使液晶分子的分子長軸統一 朝向一個方向且平行於TFT側基板110配向；或彎曲配向 型（Optically Compensated Birefringence 方式；OCB 方式）， 使液晶分子對TFT側基板1 1 〇彎曲配向。不論是在何種情 況下，液晶顯示面板之背面側的偏光板係產生作爲背面側 偏光板150的功能，只要切換胞元200的構成相同，便產 生與本實施形態之液晶顯示裝置同樣的功能。 [第1實施形態的第1變形例] 接著，就前述第1實施形態的第1變形例加以說‘明。 在此，在本變形例的說明中，係就與第1實施形態的不同 點加以說明，就與第1實施形態相同的部分賦予同一元件 符號而省略其說明。 在前述第1實施形態中，反射偏光板透過軸240a係與 觀察側偏光板1 40的透過軸一致’但是在本變形例中’如 第6圖所示，反射偏光板透過軸24 0a ’係處在與背面側偏 光板150的透過軸一致，與觀察側偏光板140的透過軸正 交的位置關係。然後，反射偏光板反射軸240b，係處在與 -20- 201131241 反射偏光板透過軸240a正交的位置關係，處在與背面側偏 光板150的透過軸正交，與觀察側偏光板140的透過軸一 致的位置關係。 其結果，切換胞元200爲OFF時，該液晶顯示裝置產 生作爲反射型液晶顯示裝置的功能。即，與第4圖及第5 圖同樣地，如在第7圖的中列，示意地顯示背面側偏光板 150、切換胞元液晶層230、及反射偏光板240的光軸方向， 在其左列示意地顯示從背光源之面光源300所射出之光的 偏光面，在右列示意地顯示從顯示面板1 00側透過背面側 偏光板150的光的偏光面般，成爲以下的樣子。 如第7圖的右列所示般，從該液晶顯示裝置的觀察側 透過顯示面板100的光，係使其偏光面與背面側偏光板150 的透過軸一致。此光，係當通過切換胞元液晶層230時， 使其偏光面旋轉90°。因此，入射至反射偏光板240的光的 偏光面係與反射偏光板240的反射軸一致。因此，透過顯 示面板100而來的光會在反射偏光板240被反射。又，由 於與反射偏光板240的透過軸正交，所以入射至反射偏光 板240的光不會透過。 在反射偏光板240被反射的光，再次通過切換胞元液 晶層230。此時，使偏光面旋轉90°。因此，入射至背面側 偏光板1 5 0的光的偏光面係與背面側偏光板1 5 0的透過軸 —致。因此，該光會透過背面側偏光板1 50。之後的透過光 的舉動係與透過一般液晶顯示裝置中之背面側的偏光板的 -21- 201131241 舉動相同。 另一方面，如第7圖的左列所示般，從背光所射出的 光之中，使其偏光面與反射偏光板240的透過軸一致的光 會透過反射偏光板240。透過反射偏光板240的光，當通過 切換胞元液晶層230時，使其偏光面旋轉90°。因此，七射 至背面側偏光板1 50的光的偏光面，係與背面側偏光板1 50 的透過軸正交，與背面側偏光板150的吸收軸一致。因此， 該光不會透過背面側偏光板1 50。 另一方面，當切換胞元200爲ON時，該液晶顯示裝置 產生作爲透過型液晶顯示裝置的功能。即，如第8圖的左 列所示般，從背光所射出的光之中，使其偏光面與反射偏 光板240的透過軸一致的光會透過反射偏光板240。透過反 射偏光板240的光，當通過切換胞元液晶層230時，其偏 光面不會被旋轉。因此，入射至背面側偏光板1 50的光的 偏光面係與背面側偏光板1 5 0的透過軸一致。因此，該光 會透過背面側偏光板1 50。之後的透過光的舉動係與透過一 般液晶顯示裝置中之背面側的偏光板的光的舉動相同。 另一方面，如第8圖的右列所不般’從該液晶顯不裝 置的觀察側透過顯示面板100的光，係使其偏光面與背面 側偏光板1 50的透過軸一致。此光，當通過切換胞元液晶 層230時，其偏光面不會被旋轉。因此，入射至反射偏光 板240的光的偏光面係與反射偏光板240的透過軸一致。 因此，透過顯示面板100而來的光會透過反射偏光板240。 -22- 201131241 此光，能使其在背光面反射，作爲二次光源再利用。 如以上般，根據本變形例的液晶顯不裝置’與第1實 施形態的情況同樣地，利用切換胞元200的ON或OFF，便 能使該液晶顯示裝置產生切換爲透過型顯示或反射型顯示 的功能。例如，在屋外等明亮的場所中係使其產生作爲反 射型液晶顯示裝置的功能，在屋內等昏暗的場所中係使其 產生作爲透過型液晶顯示裝置的功能，因此不論是在何種 亮度的環境下該液晶顯示裝置都能確保可見度佳的顯示性 能。 在第1實施形態中，當切換胞元200爲ON時，該液晶 顯示裝置產生作爲反射型液晶顯示裝置的功能，當切換胞 元2 00爲OFF時，產生作爲透過型液晶顯示裝置的功能。 本變形例的液晶顯示裝置則與此相反，當切換胞元200爲 OFF時，該液晶顯示裝置產生作爲反射型液晶顯示裝置的 功能，當切換胞元200爲ON時，該液晶顯示裝置產生作爲 透過型液晶顯示裝置的功能。 因爲當切換胞元200爲ON時會消耗電力，所以在大多 是在屋內等昏暗環境下使用的情況下，如在切換胞元200 爲OFF時產生作爲透過型液晶顯示裝置的功能之第1實施 形態般，配置反射偏光板240的透過軸及反射軸，在省電 性上是較優的。另一方面，在大多是在屋外等明亮環境下 使用的情況下，如在切換胞元200爲OFF狀態時產生作爲 反射型液晶顯示裝置的功能之第1變形例般，配置反射偏 -23- 201131241 光板240的透過軸及反射軸，在省電性上是較優的。 [第1實施形態之第2變形例] 接著，就前述第1實施形態的第2變形例加以說明。 在此，在本變形例的說明中，係就與第1實施形態的不同 點加以說明，就與第1實施形態相同的部分賦予同一元件 符號而省略其說明。 在本變形例之液晶顯示裝置中，在切換胞元200的背 光側基板220與反射偏光板240之間，如第9圖所示配置 作爲第1光擴散材的光擴散層250 »此光擴散層250，係扮 演使從背光射出而透過反射偏光板240的光、及從背面側 偏光板150入射而在反射偏光板240反射的光擴散的角色。 其結果，藉由配置該光擴散層250，本變形例的液晶顯 示裝置，將入射至背面側偏光板1 50而透過背面側偏光板 150的光的量增多，提高該液晶顯示裝置的輝度。同時，藉 由使前述透過光及反射光的指向性減低，該液晶顯示裝 置，能擴大其視角，又，能使該液晶顯示裝置顯示出輝度 不均少的影像。 此光擴散層250，係由分散有散亂粒子的黏著劑所構 成，亦可扮演將反射偏光板240貼附在切換胞元200之背 光側基板220的角色。又，光擴散層250，不配置在切換胞 元200之背光側基板220與反射偏光板240之間，即使配 置在顯示面板100之背面側偏光板150與切換胞元200之 顯示面板側基板2 1 0之間仍可獲得同樣的效果。 -24- 201131241 [第1實施形態的第3變形例] 接著’就前述第1實施形態的第3變形例加以說明。 在此’在本變形例的說明中，係就與第1實施形態的不同 點加以說明’就與第1實施形態相同的部分賦予同一元件 符號而省略其說明。 本變形例的液晶顯示元件，係如第1 〇圖所示般，具備 照度感測器5 1 0。本液晶顯示元件的影像顯示，係在顯示面 板控制部4 1 0的控制下，藉由被顯示面板驅動部420驅動 的顯示面板100來進行。另一方面，使該液晶顯示裝置產 生作爲透過型液晶顯示裝置的功能、或產生作爲反射型液 晶顯示裝置的功能之切換，係在切換胞元控制部430的控 制下，藉由被切換胞元驅動部440驅動的切換胞元200來 進行。在此，切換胞元200係前述第1實施形態的切換胞 元200。由面光源驅動部460所驅動之面光源300產生作爲 本液晶顯示元件的背光的功能。 在此，照度感測器5 1 0，係將使用環境中之外光的照度 轉換爲電氣訊號，輸出至照度取得部5 20。照度取得部5 20, 係基於從照度感測器5 1 0所輸入的訊號來取得照度値。照 度取得部5 20係將取得的照度値輸出至切換胞元控制部 430。切換胞元控制部430，係基於從照度取得部520所輸 入的照度値判斷切換胞元200的切換。在照度値爲預定的 臨限値（threshold value)以上的情況，即，判斷爲該液晶 顯示裝置的使用環境是明亮的情況，切換胞元驅動部440 -25- 201131241 將以使該液晶顯示裝置產生作爲反射型液晶顯示裝 能的方式，使切換胞元200驅動。另一方面，在照 預定的臨限値還低的情況，即，判斷爲該液晶顯示 使用環境是昏暗的情況，切換胞元驅動部440將以 晶顯示裝置產生作爲透過型液晶顯示裝置的功能的 使切換胞元200驅動。 依此方式，例如照度感測器5 1 0及照度取得部 以整體來產生作爲測量照度的照度計的功能；例如 元控制部430,係產生基於照度計所測量的照度來控 胞元驅動部440的切換控制部的功能。 藉由如以上般進行構成，本變形例的液晶顯示 可因應其使用環境的照度，自己判斷是將該液晶顯 作爲透過型液晶顯示裝置使用，還是作爲反射型液 裝置使用而進行適切的顯示。藉此，使用者便不須 用環境，而可總是提供可見度佳的顯示。 [第1實施形態之各變形例的組合] 前述第1實施形態之各變形例亦可加以組合 即，如第1變形例般設定反射偏光板240的光軸後 設置光擴散層25 0，亦可以進一步設置照度感測器5 式來構成。又，在第1實施形態的液晶顯示裝置， 擴散層250後，亦可以進一步設置照度感測器5 1 0 來構成。不論是在何種情況下都可獲得組合各自効 果。 置的功 度値比 裝置的 使該液 方式， 5 2 0，係 切換胞 制切換 裝置， 示裝置 晶顯不 留意使 使用。 .，亦可 10的方 設置光 的方式 :果的效 -26- 201131241 [第2實施形態] 接著，就本發明之第2實施形態加以說明。在此’在 第2實施形態的說明中，係就與第1實施形態的不同點加 以說明，就與第1實施形態相同的部分賦予同一元件符號 而省略其說明。 本實施形態的液晶顯示裝置，係如在第1 1圖所示之其 一部分的剖面圖般，在第1實施形態之液晶顯示裝置的顯 示面板100的背面側偏光板150與切換胞元200的顯示面 板側基板2 1 0之間，依照從背面側偏光板1 50靠過來的順 序，設置作爲第2光擴散材的光擴散層270及作爲第2反 射偏光板的顯示面板側反射偏光板2 60。光擴散層270，係 與第1實施形態之第2變形例的光擴散層250同樣者。又’ 顯示面板側反射偏光板260具有與反射偏光板240同樣的 功能。然後，顯示面板側反射偏光板260的光軸，係如第 12圖所示般，配置成使顯示面板側反射偏光板2 60之透過 軸的顯示面板側反射偏光板透過軸260a，與背面側偏光板 150的透過軸一致，使顯示面板側反射偏光板260之反射軸 的顯示面板側反射偏光板反射軸260b，與背面側偏光板150 的吸收軸一致 依此方式，例如光擴散層270，係產生作爲配置在背面 側偏光板與顯元件側基板之間的顯示側光擴散材的功能； 例如顯示面板側反射偏光板260,係產生作爲配置在顯示側 光擴散材與顯元件側基板之間的顯示側光擴散材的功能。 -27- 201131241 具有這種構成之本實施形態的液晶顯示裝置中之光路 徑，因爲使背面側偏光板1 50的透過軸與顯示面板側反射 偏光板透過軸260a —致，所以原理上與第1實施形態相 同。但是，藉由插入顯示面板側反射偏光板2 60’而具有將 入射至切換胞元液晶層230的光的偏光面統一的效果。因 此，在產生作爲反射型液晶顯示裝置的功能的情況下’切 換胞元200可實現更接近第1實施形態的說明中之原理的 狀態地產生功能。 又，就顯示面板側反射偏光板透過軸260a與偏光面不 一致的光而言，從背面側偏光板1 5 0到達顯示面板側反射 偏光板260的光，在顯示面板側反射偏光板260中被反射’ 在光擴散層270被擴散，再次入射至背面側偏光板150 ’因 此藉由所謂的循環效果，使得用於顯示面板100之顯示的 光量變多，光使用效率上升，有助於該液晶顯示裝置之更 佳的顯示。又，就從切換胞元液晶層2 3 0到達顯示面板側 反射偏光板260的光之中’顯示面板側反射偏光板透過軸 260a與偏光面不一致的光而言’亦可獲得同樣的循環效 果，有助於該液晶顯示裝置之更佳的顯示。 如以上說明般，本實施形態之液晶顯示裝置，除了可 獲得與第1實施形態的液晶顯示裝置同樣的效果以外，藉 由顯示面板側反射偏光板260及光擴散層270的效果，能 更明亮地顯示品質優良的影像。 又，關於本實施形態的液晶顯示裝置，亦可爲利用與 -28- 201131241 第1實施形態同樣的變形例的構成，能獲得與第1實施形 態的變形例的情況同樣的效果。 又’本發明並非只限定於上述實施形態者，在實施階 段’能在不脫離其主旨的範圍下將構成要素加以變形而具 體化。又’藉由將在上述實施形態所揭露之複數個構成要 素適宜地組合’能形成各種發明。例如，在即使從在實施 形態所示之全部構成要素削除幾個構成要素，仍能解決在 發明所欲解決的課題的欄位中所述的課題，且仍可獲得發 明的效果的情況下’亦可將削除此構成要素的構成抽出而 成爲發明。進一步地，亦可適宜組合涵蓋不同實施形態的 構成要素。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明之各實施形態的液晶顯示裝置之 構成之一例的槪略方塊圖。 第2圖係顯示本發明之第1實施形態的液晶顯示裝置 之部分顯示面板、切換胞元、及反射偏光板之一例的剖面 圖。 第3圖係顯示本發明之第1實施形態的液晶顯示裝置 之光學性構成之一例的圖。 第4圖係用於說明本發明之第1實施形態的液晶顯示 裝置之切換胞元爲OFF時之光路徑的圖。 第5圖係用於說明本發明之第1實施形態的液晶顯示 裝置之切換胞元爲ON時之光路徑的圖。 -29- 201131241 第6圖係顯示本發明之第1實施形態之第1變形例的 液晶顯示裝置之光學性構成之一例的圖。 第7圖係用於說明本發明之第1實施形態之第1變形 例的液晶顯示裝置之切換胞元爲OFF時之光路徑的圖。 第8圖係用於說明本發明之第1實施形態之第1變形 例的液晶顯示裝置之切換胞元爲ON時之光路徑的圖。 第9圖係顯示本發明之第1實施形態之第2變形例的 液晶顯示裝置之部分顯示面板、切換胞元、光擴散層、及 反射偏光板之一例的剖面圖。 第1 0圖係顯示本發明之第1實施形態之第3變形例的 液晶顯示裝置之構成之一例的槪略方塊圖。 第1 I圖係顯示本發明之第2實施形態的液晶顯示裝置 之部分顯示面板、切換胞元、反射偏光板、顯示面板側反 射偏光板、及光擴散層之一例的剖面圖。 第1 2圖係顯示本發明之第2實施形態的液晶顯示裝置 之光學性構成之一例的圖。 【主要元件符號說明】 100 顯示面板 101 液晶顯示胞元 110 TFT側基板 112 畫素電極 1 14 薄膜電晶體（TFT) 116 TFT側配向膜 -30- 201131241 120 122 124 126 130 140 150 200 210 220 212 214 222 224 230 240 240a 240b 250 260 260a 260b CF側基板 彩色濾光片 共通電極 CF側配向膜 顯示面板液晶層 觀察側偏光板 背面側偏光板 切換胞元 顯示面板側基板 背光側基板 顯示面板側電極 顯示面板側配向膜 背光側電極 背光側配向膜 切換胞元液晶層 反射偏光板 反射偏光板透過軸 反射偏光板反射軸 光擴散層 顯示面板側反射偏光板 顯示面板側反射偏光板透過軸 顯示面板側反射偏光板反射軸 光擴散層 -31 - 270 201131241 300 面 光 源 4 10 顯 示 面 板 控 制 部 420 顯 示 面 板 驅 動 部 430 切 換 胞 元 控 制 部 440 切 換 胞 元 驅 動 部 460 面 光 源 驅 動 部 5 10 昭 度 感 測 器 520 照 度 取 得 部 -32

Claims (1)

1. 201131241 七、申請專利範圍： 1. 一種液晶顯示裝置，係具備： 第1偏光板； 液晶顯示胞元，係鄰接前述第1偏光板； 第2偏光板，係鄰接前述液晶顯示胞元之相對於前述 第1偏光板側的相反側； 切換胞元（switching cell)，係鄰接前述第2偏光板 之相對於前述液晶顯示胞元側的相反側； 第1反射偏光板，係鄰接前述切換胞元之相對於前述 第2偏光板側的相反側； 面光源，係鄰接前述第1反射偏光板之相對於前述切 換胞元側的相反側；及 控制驅動部，係將前述切換胞元切換成第1狀態和第 2狀態， 該第1狀態，係使從前述面光源射出而透過前述第1 反射偏光板之偏光的振動面與前述第2偏光板的透過軸 一致，並且使從前述第1偏光板側入射至前述液晶顯示 胞元而透過前述第2偏光板之偏光的振動面與前述第1 反射偏光板的透過軸一致， 該第2狀態，係使從前述面光源射出而透過前述第1 反射偏光板之偏光的振動面與前述第2偏光板的吸收軸 一致，並且使從前述第1偏光板側入射至前述液晶顯示 胞元而透過前述第2偏光板之偏光的振動面與前述第1 -33- 201131241 反射偏光板的反射軸一致。 2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中配置在前 述第2偏光板與前述第1反射偏光板之間的前述切換胞 元具有： 第1基板，係配置在前述第2偏光板側； 第2基板，係配置在前述第1反射偏光板側； 第1電極，係形成在前述第1基板之與前述第2基板 對向的側的面上； 第1配向膜，係形成在前述第1電極上； 第2電極，係形成在前述第2基板之與前述第1基板 對向的側的面上； 第2配向膜，係形成在前述第2電極上； 液晶層，係由配置在前述第1配向膜與前述第2配向 膜之間的液晶分子所構成； 前述控制驅動部，係藉由控制施加在前述第1電極與 前述第2電極之間的電壓差，來將前述切換胞元切換成 前述第1狀態與前述第2狀態。 3. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中前述第1 反射偏光板，係配置成使該第1反射偏光板之前述反射 軸的方向，與前述第2偏光板之透過軸方向一致。 4. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中前述第1 反射偏光板，係配置成使該第1反射偏光板之前述反射 軸的方向，與前述第2偏光板之透過軸方向正交。 -34- 201131241 5 .如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其進一步具備： 第1光擴散材，係配置在前述切換胞元中之前述第2基 板與前述第1反射偏光板之間，將光擴散。 6. 如申請專利範圍第3或4項之液晶顯示裝置，其進一步 具備：第1光擴散材，係配置在前述切換胞元中之前述 第2基板與前述第1反射偏光板之間，將光擴散。 7. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其進一步具備： 第2光擴散材，係配置在前述第2偏光板與前述切換 胞元中之前述第1基板之間，將光擴散；及 第2反射偏光板，係配置在前述第2光擴散材與前述 切換胞元中之前述第1基板之間； 前述第2反射偏光板，係配置成使該第2反射偏光板 的透過軸方向，與前述第2偏光板的透過軸方向一致。 8. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中施加在前 述切換胞元中之前述第1配向膜的配向處理的方向、與 施加在前述切換胞元中之前述第2配向膜的配向處理的 方向之夾角爲90°。 9. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置’其進一步具備： 照度計，係測量照度；及 切換控制部，係基於前述照度計所測量的照度來控制 前述控制驅動部的動作。 10. —種液晶顯示裝置，係具備： 第1偏光板； -35- 201131241 主動矩陣型液晶顯示胞元，係鄰接前述第1偏光板； 第2偏光板，係鄰接前述主動矩陣型液晶顯示胞元之 相對於前述第1偏光板側的相反側； 切換胞元，係鄰接前述第2偏光板之相對於前述主動 矩陣型液晶顯示胞元側的相反側； 第1反射偏光板，係鄰接前述切換胞元之相對於前述 第2偏光板側的相反側； .面光源，係鄰接前述第1反射偏光板之相對於前述切 換胞元側的相反側；及 控制驅動部，係將前述切換胞元切換成第1狀態和第 2狀態， 該第1狀態，係使從前述面光源射出而透過前述第1 反射偏光板之偏光的振動面與前述第2偏光板的透過軸 一致’並且使從前述第1偏光板側入射至前述主動矩陣 型液晶顯示胞元而透過前述第2偏光板之偏光的振動面 與前述第1反射偏光板的透過軸一致， 該第2狀態，係使從前述面光源射出而透過前述第1 反射偏光板之偏光的振動面與前述第2偏光板的吸收軸 一致，並且使從前述第1偏光板側入射至前述主動矩陣 型液晶顯示胞元而透過前述第2偏光板之偏光的振動面 與前述第1反射偏光板的反射軸一致。 11 .如申請專利範圍第1〇項之液晶顯示裝置，其中配置在 前述第2偏光板與前述第1反射偏光板之間的前述切換 -36- 201131241 胞元具有： 第1基板，係配置在前述第2偏光板側： 第2基板，係配置在前述第1反射偏光板側； 第1電極’係形成在前述第1基板之與前述第2基板 對向的側的面上； 第1配向膜，係形成在前述第1電極上； 第2電極，係形成在前述第2基板之與前述第1基板 對向的側的面上； 第2配向膜，係形成在前述第2電極上； 液晶層’係由配置在前述第1配向膜與前述第2配向 膜之間的液晶分子所構成； 前述控制驅動部，係藉由控制施加在前述第1電極與 前述第2電極之間的電壓差，來將前述切換胞元切換成 前述第1狀態與前述第2狀態。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項之液晶顯示裝置，其中前述第1 反射偏光板，係配置成使該第1反射偏光板之前述反射 軸的方向，與前述第2偏光板之透過軸方向一致。 1 3 .如申請專利範圍第1 1項之液晶顯示裝置，其中前述第1 反射偏光板，係配置成使該第1反射偏光板之前述反射 軸的方向，與前述第2偏光板之透過軸方向正交。 14.如申請專利範圍第1 1項之液晶顯示裝置，其進一步具 備：第1光擴散材，係配置在前述切換胞元中之前述第 2基板與前述第1反射偏光板之間，將光擴散。 -37- 201131241 1 5 ·如申請專利範圍第1 2或1 3項之液晶顯示裝置，其進一 步具備：第1光擴散材，係配置在前述切換胞元中之前 述第2基板與前述第1反射偏光板之間，將光擴散。 1 6 ·如申請專利範圍第1 1項之液晶顯示裝置，其進一步具 備· 第2光擴散材，係配置在前述第2偏光板與前述切換 胞元中之前述第1基板之間，將光擴散；及 第2反射偏光板，係配置在前述第2光擴散材與前述 切換胞元中之前述第1基板之間； 前述第2反射偏光板，係配置成使該第2反射偏光板 的透過軸方向，與前述第2偏光板的透過軸方向一致。 1 7 .如申請專利範圍第1 1項之液晶顯示裝置，其中施加在 前述切換胞元中之前述第1配向膜的配向處理的方向、 與施加在前述切換胞元中之前述第2配向膜的配向處理 的方向之夾角爲90°。 18.如申請專利範圍第11項之液晶顯示裝置，其進一步具 /^4» · 備· 照度計，係測量照度；及 切換控制部，係基於前述照度計所測量的照度來控制 前述控制驅動部的動作。 -38-