TWI235870B - Liquid display element and display unit using thereof - Google Patents

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TWI235870B
TWI235870B TW091103616A TW91103616A TWI235870B TW I235870 B TWI235870 B TW I235870B TW 091103616 A TW091103616 A TW 091103616A TW 91103616 A TW91103616 A TW 91103616A TW I235870 B TWI235870 B TW I235870B
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light beam
substrate
display element
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TW091103616A
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Shoichi Hirota
Makoto Tsumura
Iwao Takemoto
Hideki Nakagawa
Satoshi Ouchi
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Hitachi Ltd
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Description

1235870 A7 ___ B7____ 五、發明説明（1 ) 發明背景 發明領域 本發明關於一種液晶顯示單元，特定而言，係關於可以 降低其驅動電壓的液晶顯示單元。 相關技藝 對於一種習用的反射式液晶面板的投射光學系統，已大 量地使用一偏極化光束分離器的系統，例如在日本專利案 號JP-A-2000-310823中所揭示者。另外，一習用液晶面板 的顯示系統在設計上，通常假設一入射光束撞擊到該面板 上時，大體上與其垂直。換言之，該液晶面板在當該入射 光束大體上與其垂直地撞擊到該面板上時，即可呈現出最 大的效能。 在一反射式面板的液晶顯示系統範例中，如SID 90 Digest ’第327頁中所揭示者，液晶分子的指向大體上垂直 於一面板基板，而該液晶分子在施加電壓時所傾斜的方向 ’及一入射光束呈現這種關係的偏極化方向，這兩個方向 彼此偏移一 45度角。再者，一穿透式面板之假設在於一入 射光線以大體上垂直於該面板而撞擊在該面板上。對於一 典型的穿透式液晶顯示系統，其範例有在分子結晶與液晶 體 2(Molecular Crystal and Liquid Crystal Letters 2)， 19 8 5年，第1 3 9頁中所揭示的一扭轉向列模式。 在數種範例性系統中皆假設光線係以與面板傾斜的方 式撞擊於其上，例如在S. Ρ· I. E· 3634的會議記綠，第80 頁或曰本專利案號JP-A-9-189809中所揭示者。在上述心p. -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1235870 A7 _______ B7 五、發明説明（2 ) I. E· 3634的會曦圮錄，第8〇頁中所揭示面板的入射角度最 高約為20到30度。在其中所使用的此液晶系統中，包含_ 液晶層厚度的組件參數之最佳化條件為，該入射角係以_ 顯示系統為基礎來偏移，該系統係假設基本上一入射光束 撞擊在該液晶層上。再者，雖然對於該面板的入射角約為 3〇度’當該光束由大氣環境進入一玻璃媒介時，該角度係 以Snell定律來改變，因此，該光束對該液晶層的入射角度 會變小，即約19·5度。 另外’在日本專利案號JP-A-9-189809所揭示的系統中， 雖然為入射角與該面板約為6〇度，該光學路徑係由一全像 7L件改變’所以與一液晶層的入射角成為相當地小。也就 是在此系統中，入射到該液晶層的角度最多約為1〇度，由 於孩F值的限制，該出射（emergent)角不能夠太大。舉例 而& ’如果對該液晶層的入射角為丨〇度，來自該面板的出 射角成為15度，其對應的ρ值約為2。另外，該液晶顯示系 統之假設為該入射光束如上所述地，基本上是以與其垂直 地撞擊在該液晶層上。 為了降低在一投射式液晶顯示單元中使用的液晶面板 之成本’更為有效地是降低該面板的尺寸。為了使該面板 小型化’其需要減小像素的尺寸。使用習用向列液晶的液 晶顯示系統之驅動電壓通常其範圍在3到6 vrms，其通常不 會這麼低。另外，該液晶面板需要交流電（a c )驅動，因此 其需要範圍在6到12 V的驅動電壓。構成控制上述電壓的控 制弘路之電晶體，及在像素處的電晶體，其必須為耐高壓 -6 - —97蝴 1235870 A7 --〜--— B?__ 五、發明説明（3 ) —----- 的形式。因此’其即可自我解釋該雨 〜听评邊私晶體的小型化之限制
，而由此妨礙了該像素的小型化。R G因此，在該習用系統中 ’ Μ像素的尺寸限制在約8到1〇 數值。 發明概要 本發明的主要目的在於降低一措舢 干瓜仅射式液晶顯示單元所 使用的液晶顯示面板的成本，因此 口此要達到之目的在於降 低在該投射式液晶顯示單元中所传用 τ 定用的硬晶顯示面板之液 晶驅動電壓。 為此目的，根據本發明第一 ^，其提供一種包含兩個 基板的液晶元件，其中至少一個為透明，而在該兩個基板 之間夾持一液晶層，一些像素提供給該兩個基板中至少一 個，及-主動元件，用以在該複數個像素處來驅動該液晶 層，其中入射光束到該液晶層的光學軸係位在於與該兩個 基板中至少一個之上的液晶分子指向之方向大體上垂直的 一平面上，而該入射光束撞擊在該液晶層上的方向，係與 垂直於該基板的方向傾斜成一預定的角度。 再者，撞擊到該液晶顯示元件的液晶層上的入射光束之 偏極化方向大體上正交或平行於該液晶分子指向的該方向。 再者，在該液晶元件中該液晶分子的指向為同質性或異 質性。 另外，該液晶顯示元件可為一反射式或為一穿透式。 另外’使用該液晶顯示元件的顯示單元加入了一裝置， 用以即使在該液晶層中由該元件的外部來維持與該液晶元 件的入射角，因此，在該液晶層中光學路徑的主軸與垂直 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公楚) 1235870 A7
由該基板 於該基板之方向之間所構成的角度係設定成大於 舍出到空氣中的光束之整體反射角。 根據本务明，使用該液晶顯示元件的顯示單元加 入了 -裝置’ 以即使在該液晶層中由該元件的外部來維 持與㈣晶元件的人射角，因此，在該液晶層中光學路徑 的王軸與垂直於該基板之方向之間所構成的角度係設定成 不小於由該基板與空氣之間的布如士特（Brewster)角。 另外，根據本發明，該液晶顯示元件加入一全像元件， 其大體上並未散射一入射的p型偏極化光束，而是散射一 s 型光束，其係在由該液晶層調變之後所提供，其散射到大 體上與該液晶元件垂直的方向。 另外’根據本發明，該液晶顯示元件係對於每個像素來 才疋供一繞射光概。 根據本發明另一方面，根據本發明，使用一液晶元件的 顯示單元包含一光源，一色彩分離光學系統，用以色彩分 離來自該光源的白光成為三個主要色彩光束，液晶顯示元 件可分別結合於該三個主要色彩光束，經由該色彩分離所 得到的三個主要色彩光束係以傾斜的方向來入射到該個別 液晶元件上，一色彩合成光學系統，用以在色彩上合成由 該液晶元件放射在大體上垂直於該元件之方向上出射的光 束，及一投射鏡片，用以投射由該色彩合成光學系統所在 色彩上合成的一光束。 另外，在上述的顯示單元中，該光源的光學軸及該投射 鏡片的光學軸大體上係彼此平行，或以彼此之間約90度的 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1235870 A7 B7 五、發明説明（ 扭轉’並彼此平行地置於不同的位準上，而光學棱鏡係用 來改變提供在該色彩合成光學系統中的光學軸，並位在該 液晶元件的光學路徑上。 另外’該上述的顯示單元加入一液晶層，其係由一電場 中主要平行於該基板的一組件所驅動，液晶層係由一電磁 液晶材料或一抗電磁液晶層所製成，其係配置成夾在兩個 液晶分子的指向狀態之間，其中一入射光束對於該液晶層 的光學軸係位在一平面上，其係大體上垂直於在該兩個狀 態中該液晶分子指向的方向之一，而撞擊在該液晶層上的 入射光束之方向係與垂直於該基板的方向傾斜一預定的角 度。 本發明將以較佳具體實施例的形式，並參考所附圖面來 詳細解釋： 本發明的其它目的，特徵及好處將可由以下本發明之具 體實施例的說明，配合所附圖面來更加瞭解。 圖式簡單說明 圖1A及1B所示為根據本發明一液晶顯示元件的液晶顯 示器之原理； 圖2所示為解釋一具體實施例中，一放射光束由大氣中 入射到一面板上； 圖3所示為在施加一電壓到一液晶層上時，量測該液晶 顯示元件的反射率之相關性的結果； 圖4所示為該照射光束對該液晶顯示面板的入射角大體 上等於其對該液晶層的入射角之光學系統的具體實施例； _ 9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) — ------- 1235870 A7
圖5所示為使用一全像元件的光學系統之具體實施例· 圖6所示為一光學系統的具體實施例，其中繞射光柵形 成在一像素電極上； 圖7所示為一光學系統的具體實施例，其中例如鋁或銀 的高反射率金屬塗佈在一六面體稜鏡的出射側表面； 圖8所示為一預傾角，其為在一表面處液晶分子相對於 一基板的傾斜角； 圖9a及9b所示為根據本發明在一液晶元件中使用垂直指 向為液晶分子指向的情形； 圖l〇a及l〇b所示為解釋該六面體棱鏡和一入射光束及一 出射光束之間關係的變化； 圖11所示為解釋根據本發明使用該液晶元件之顯示單 元的具體實施例； 圖12所示為解釋根據本發明使用該液晶元件之顯示單 元的另一具體實施例； 圖1 3所示為解釋根據本發明使用該液晶元件之顯示單 元的另一具體實施例； 圖14所示為解釋根據本發明一穿透式液晶元件的具體 實施例； 圖1 5所示為解釋根據本發明使用該液晶元件之顯示單 元的另一具體實施例； 圖16所示為解釋根據本發明使用該液晶元件之顯不單 元的另一具體實施例； 圖1 7所示為解釋根據本發明使用該液晶元件之顯不單
-10- 張尺度適财_冢料(CNS) A4規格 1235870
元的另一具體實施例； 圖1 8所示為解釋根據本發明使用該液晶元件之顯示單 元的另一具體實施例。 本發明較佳具體實施之說明 請參考圖la及lb，所示為解釋根據本發明一液晶顯示元 件的原理’該解釋係針對該液晶元件進行。液晶分子1 〇丄 係夾持在一反射基板1〇2及一透明基板1〇3之間，藉以構成 液晶層11 1。該液晶分子1 0 i的指向狀態大體上平行於該 基板’並為同質性’其扭轉角約為〇度。該液晶分子1 〇 i之 才曰向係略為傾斜於該基板，也就是說，其具有所謂的預傾 角。該液晶分子的指向方向係由一影向的縱向軸方向所給 定，其係藉由投射該液晶分子到該反射基板1〇2或該透明基 板1 03之上而得到。圖1 a所示為一種狀態，其為施加約 OVrms的電壓於該反射基板1〇2及該透明基板ι〇3之間，而 圖lb所示為一種狀態，其為施加一預定電壓於該反射基板 102及該透明基板103之間，所以該液晶分子相對於該基板 的角度0 Lc係由圖1 a所示的狀態來改變。 一入射光束1 05的光學軸或一出射光束1 〇6的光學軸係 存在於正交於該液晶分子指向的方向之平面上，並相對於 垂直該反射基板102的方向具有一預定的角度0。該入射光 束的偏極化狀態相對於該透明基板103為p型偏極化或s型 偏極化。圖la所示的入射光束的偏極化狀態1〇7pAp型偏極 化。 如果未施加電壓到液晶層’或如果該施加電壓相當小時 •11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1235870 A7 一. B7 五、發明) -- ’因為相對於該入射光束的偏極化之非等向性非常小，雙 折射亦較小’因此該入射光束的偏極化狀態大體上可維持 在孩出射側。在此例中，因為採用如上述的跨偏光柱（Nic〇1 、泥科爾）架構，該出射光束被吸收，因此如果一偏極化 板做為該出射側上的偏極化元件，即會影響一陰暗表現（ 黑色表現）。同時，如果施加一電壓到該液晶層，該液晶分 予即傾斜Wlc增加），如圖1 b所示，藉此造成相對於該入射 偏極化的非等向性，且因此該雙折射即改變來調變該入射 光束的偏極化狀態，造成通過該出射側上偏極化板的光線 量之變化。因為施加於該液晶層的電壓增加，通過該出射 側上偏極化板的光線量改變，因此在一預定的驅動電壓之 下會呈現最大傳輪率。如上所述，此顯示系統通常為黑色 形式，其在當未施加電壓到液晶層時，或該施加電壓相當 小時，即會影響一陰暗表現，但會影響在一預定電壓下的 亮度表現。 (具體實施例1) 圖2所示為解釋一具體實施例，其中一照射光束由空氣 入射到該面板100。該面板1 〇〇之組成為一加入有一反射電 極12 1的反射基板102，及加入有一透明電極123的透明基板 103，及介入在其間的一液晶層丨丨丨。該液晶層及該基板在 其間加入指向薄膜122，用以控制該液晶分子的指向。另外 ，在該面板周圍提供用以封閉該液晶的一密封區域124及類 似者。 一偏極化元件11 5，例如一偏極化板或一偏極化變化元 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1235870 A7 B7 五、發明説明（9 ) 件係提供在撞擊於該面板1 00上的該入射光束之光學軸105 之上’所以該入射光束在其撞擊到該面板1 〇 〇之前，即事先 設定為P型偏極化或s型偏極化。在傳送通過該偏極化元件 115之後的偏極化，也就是在此階段之p型偏極化組件1〇7p 在Snell定理之下來撞擊到該透明基板103，而到達該透明 基板1 03及空氣之間的介面。此時，該面板丨〇〇的垂直線丨〇4 與該液晶層111中的入射光束或該出射光束之間的角度將 標示為0。 該光學路徑延伸到相鄰像素之間，因此該像素之間邊界 的亮度即受到兩個像素的影響，所以該邊界會產生毛邊。 因此，要顯不之物體之輪廓的邊界可以較柔和地顯示，並 因此造成較佳的ΐ員示。 圖3所示為該元件的反射比例與施加於該液晶層之電壓 的相關性之量測結果。其可得到這種在未施加電壓時，該 反射比例成為大致〇%之通常為黑色的特性，但是在施加一 約1.8 Vrms之低驅動電壓時，即成為一最大反射比例。 在一具有扭轉向列模式或常用類似者之習用液晶顯示 系統中，藉由相對於該基板大體上切換該液晶分子的傾斜 角在〇度與90度之間來對一入射光束進行所需要的相位調 變，用以影響結合於-偏極化板之亮度調變。一相當高的 電壓’也就是需要數伏特來設定該液晶分子的傾斜角到相 對於該基板^90度。此事實造成該習用液晶顯示系統的驅 動電恩成為高。同時，根據本發明，要得到所需要的相位 調變之孩液晶分子的傾斜角為相對於該基板#_。_大 I -13- 本紙張尺度適用中國國冢標準(CNS) A4规;^(2i〇 X 297公爱y 1235870 A7
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上’而其間的距離可以視需要來調整。 另外在不使用上述棱鏡的例子中，在該面板-空氣介面 處該光學軸的角度在當光線由該面板離開到空氣中時，其 包含一整體反射角，因此在該面板中的光學軸角度不能設 定為超過該整體反射角的數值。藉由使用上述稜鏡，在該 面板中的光學軸之角度可設定為超過該整體反射角的數值 該稜鏡的形狀並不限於上述的六面體形狀，而是如果該 入射光束在該面板1 00上的入射角可構成大體上等於與該 液晶層的入射角時，自然可使用任何其它形狀。 (具體實施例3) 圖5所示為解棒使用一反射表面130的一光學系統的具 體實施例。該反射表面130係用於使得已接受該面板1〇〇的 相位調變之光束106來繞射，而可在大體上垂直於該面板 100的方向上離開該面板10〇。為了防止影像光線由於該反 射表面13 0的波長相關性而成為毛邊，其需要設定該液晶層 111及該反射表面13 〇之間的距離為一儘可能小的數值。因 此，請參考圖5，雖然該反射表面130位在該面板1〇〇與該棱 鏡112之間，其更佳地是來放置該反射表面13〇在該面板1〇〇 中。特定而言，因為其很難直接在該反射表面13〇上形成一 透明電極123及一指向薄膜122，例如一相當薄的玻璃板來 插入在該透明電極123及該反射表面130之間，再者，為了 保證該基板的強度，該玻璃板係堆疊在一全像元件上。 在該面板1 00上的入射光束係設定為P型偏極化。其設計 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1235870
使得該反射表面1 3 〇並未繞射該入射光束，其係以相對於p 型偏極化的特定角度而入射於其上，但是係相對於s型偏極 化。該出射光束在被該液晶層相位調變之後由該面板放射 的一 p型偏極化組件並不會被該反射表面1 3 0繞射，而是導 向到該棱鏡的一第一出射表面i 14，但其S型偏極化組件會 被該反射表面1 30繞射，並導向到該棱鏡的一第二出射表面 13 1。因為該反射表面13 〇亦會輕微地繞射該p型偏極化組件 ’由該反射表面繞射的該光線除了該s型偏極化組件之外亦 略微包含該p型偏極化組件。因此，雖然未示於圖5，為了 移除該光線中由該反射表面130所繞射的該p型偏極化組件 ’其更佳地是在該棱鏡的第二出射表面13 1之後的位置上提 供一偏極化板，自為可加強其對比比例。藉由使用該偏極 化特性及該反射表面130的繞射特性，由該液晶層丨丨丨沿著 傾斜於該面板的垂直線之方向放射的光束係由一偏極化條 件來調變該出射方向，且同時間，做為該影像光線的s型偏 極化組件1 08s大體上係由該面板} 00的垂直線之方向上放 射。 (具體實施例4) 圖6所示為解釋一繞射光柵形成在該反射電極ι21上的 具體實施例。在該反射電極121上繞射光柵僅繞射s型偏極 化組件108s，其已在該液晶層中調變到垂直於該面板丨〇〇 的方向上’而其造成该p型偏極化組件1 〇 8 p來在該反射電極 121的正常反射方向上離開。配合於所謂的紋影（Schlieren )光學系統’其用來僅採用來自該面板之出射光線之一部 -16 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公酱) 1235870 A7 -—__— —___B7 五、發明説明（13~) ----—^ 份，其係落在一預定的角度範圍内，該投射光學系統即可 構建。在此系統中，在該液晶層中的光學路徑長度成為一 半’其需要來加倍該液晶層厚度與該液晶層材料的折射非 等向性之間的乘積。藉由提供像素給個別的RGB，在該個 別像素的繞射光柵處以垂直於該面板100的方向繞射進來 的該光束的波長係設定為該r、G或B，並結合於該紋影光 學系統’其可使用一單一面板來製成一全彩的顯示器。 (具體實施例5) 圖7所示為解釋一具體實施例5。一六面體棱鏡i 12的出 射側表面在其上塗佈有像是鋁或銀的高反射性金屬，藉以 仔到反射表面1 3 0。利用此配置，可得到以下的好處··附 帶地’ 一布朗管具有所謂的尖峰亮度功能，其可部份增加 包含在一陰暗影像中一明亮的白影像之白色亮度，而到達 高於一正常白色亮度的數值，藉以有效地在一顯示有陰暗 中發亮的光線之螢幕當中呈現出具有一高亮度比例的影像 ’如在海洋上有日光閃亮或類似者。但是，在一習用的液 晶顯示單元上，該尖峰亮度的實現有困難，因為該液晶顯 示器的最大亮度受限於一光源的亮度。 利用此配置，來自該陰暗影像部份的光線藉由該反射表 面而回到該面板1 00 ’並由該白色影像部份重新使用。相較 於整個皆為明亮的一影像之亮度，該白色亮度可在該陰暗 影像中增加。也就是說，可實現該尖鋒亮度。 (具體貫施例6 ) 圖8所示為一預傾角0LC，其為該液晶分子在該介面處相 _ -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇Χ297公釐) 1235870 A7
對於讀基板的傾斜角。如果該預傾角0^過度地小，其會造 成主要在該像素之間的邊界處的液晶分子之指向會受到像 素之間橫向電場之干擾的問題。該液晶分子的指向之干擾 私度在该像素中並不相同，而因此該影像的均質性即降低 再者’在该像素之間的橫向電場較小的情況下，已經受 到干擾的指向即會回到其原始的狀態，直到其回復的時間 常數相較於在其正常範圍中該液晶分子的反應之時間常數 係特別地長’因此其可暸解到對於該影像由於一反應延遲 造成的影像劣化。為了解決這些問題，一種施加一足夠的 預傾角0LC到該液晶分子的方法即非常地有效。但是，在此 系統中’因為相對於該入射偏極化的雙折射程度因為該預 傾角增加時即會增加，即使未施加電壓，該黑色亮度不能 夠降低，所以該對比比例即會降低。 此問題可依下述來解決；該入射偏極化的光學軸及該出 射偏極化的光學軸，根據該液晶分子的預傾角，係略微傾 斜於垂直於或平行於該基板的方向，所以可降低該入射偏 極化的雙折射程度。因此，即可降低該黑色亮度。由此， 該對比比例可大為增加。對於決定該入射偏極化的光學軸 與出射偏極化的光學軸之角度之偏差的參數，除了該液晶 分子的預傾角0LC之外，其可用入射偏極化的一入射角，及 該S型偏極化與p型偏極化之間的反射率比例之入射角相關 性差異來做為例子’其在該反射式系統的例子中係由該反 射板的材料所造成。該入射偏極化的光學軸與該出射偏極 化的光學軸之角度偏差可由實驗來決定。 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1235870 A7 B7 五、發明説明（15 ) 特定而言，藉由調整該入射偏極化的光學軸與出射偏極 化的光學軸，即已足夠來降低該黑色亮度，其條件為施加 於該液晶的電壓係設定為約0 Vrms。更特定而言，該入射 側偏極化板的光學軸與該出射偏極化板的光學軸被旋轉來 調整它們。 (具體實施例7) 請參考圖9a及9b，其解釋根據本發明在該液晶顯示元件 中一垂直指向被應用為該液晶指向的具體實施例。液晶分 子101係插入在一反射基板102及一透明基板103之間，藉以 構成一液晶層111。在該液晶分子101的指向之條件中，該 液晶分子的扭轉角約為0度，而該液晶分子之指向大體上垂 直於該基板，也就是說，其為所謂的均質指向。圖9a所示 為一約為0 Vrms的電壓被設定在該反射基板102及該透明 基板103之間的狀況，而圖9b所示為一預定的電壓被施加於 該反射基板102及該透明基板103之間的狀況，所以該液晶 分子相對於該基板的角度0LC係由圖1所示的情況來改變。 該液晶分子相對於該基板的傾斜角0LC係設定到一預定的 角度，其不為90度，但小於90度，藉以在當一電壓施加於 該反射基板102及該透明基板1〇3之間時，造成該液晶分子 1 〇 1相對於該基板的傾斜角來在一預定的方向上改變。當一 電壓施加於該反射基板102及該透明基板1〇3之間時，該液 晶分子之傾斜方向在此具體實施例中為該液晶顯示元件中 該液晶指向的方向。該入射光束的光學軸與該出射光束的 光學軸之一係存在於大體上垂直於該液晶分子1〇1指向之 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇Χ297公釐） 1235870 A7
方向的平面上，而其係設定在相對於該反射基板1 的垂直 線104的方向為一預定的角度0。該入射光束的偏極化相對 於孩透明基板103為p型偏極化或8型偏極化。圖％所示的入 射光束的偏極化l〇7p為p型偏極化。 如果該液晶層並未施加一電壓，或施加一大體上為低的 電壓’該雙折射由於該非等向性對該入射偏極化充份地小 而較小，因此該入射光束的偏極化亦可在該出射侧上來保 持。在此例中，由於上述的跨偏光柱結構，該出射光束在 當Μ偏極化板用來做為該出射側上的偏極化元件時即被吸 收，藉以呈現一陰暗表現（黑色表現）。同時，當施加一電 壓到戎液晶層時，該液晶分子即被傾斜（^Lc增加），如圖 所示，並造成相對於該入射偏極化的非等向性，所以該雙 折射即改變’因此該入射偏極化的條件被調變，所以通過 该出射侧上該偏極化板的光線量即會改變。因為施加於該 液晶的電壓增加，通過該出射側上該偏極化板的光線量即 增加，因此一最大透明率可在一預定的驅動電壓之下呈現 。如上所述’本顯示系統為一正常的黑色系統，所以在當 無電壓施加到該液晶層時，或僅有一非常小的電壓施加於 其上時’會呈現出一陰暗表現，但其在當施加一預定的電 壓於其上時，其呈現一明亮的表現。 (具體實施例8) 請參考圖10a到10b，在以下將解釋該六面體稜鏡112，及 該入射光束的光學軸105與該出射光束的光學軸1 〇6之間的 關係變化。圖1 0a所示為該入射光束的光學軸1 05為大體上 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1235870 A7 ________ B7 五、發明説明（17 ) 垂直於該六面體棱鏡112的入射表面之情況。同時，圖l〇b 所示為該入射光束之光學軸1 〇5與該六面體棱鏡丨丨2的入射 表面之間的角度係絕對地等於一布如士特角的情況。 (具體實施例9) 圖11所示為根據本發明使用該液晶顯示元件的一顯示 單元，其用以解釋三個面板式投射光學系統的具體實施例 。在此具體實施例中，該投射光學系統係由一色彩獨立光 學系統組成，其包含一光源201，雙色研磨器202、205，一 鏡面203及一鏡片204，個別的三個主要色彩RGB的面板 100R、100G、100B，一跨雙色棱鏡206，六面體棱鏡112R 、112G、112B，其位在該個別面板100r、i〇〇G、100B之 間，及該跨雙色稜鏡206，一投影鏡片207，及類似者。 由該光源201放射的一白色光束208被分成一藍色光束 209及一黃色光束210,而該藍色光束209係藉由該六面體棱 鏡112B來入射在該面板100B上。同時，該黃色光束203係 分離成一紅色光束211及該綠色光束212，其係藉由該雙色 鏡面205通過該鏡面203的中間物及該鏡片204,然後分別入 射到該面板100R、100B之上。
個別色彩RGB的面板100R、l〇〇G、100B之入射光束係在 每個像素處隨機地做相位調變，然後由該面板100R、100G 、100B發出。在此階段，其光學軸係由該全像元件調變， 所以其分別放射在大體上垂直於該面板100R、100G、100B 的方向上。該六面體棱鏡112R、112G、112B的配置係相對 於該跨雙色棱鏡206的側表面。由該面板l〇〇R、l〇〇G、100B -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1235870 A7 B7 五、發明説明（18 ) --- 所放射的光束213、214、215係由該跨雙色稜鏡206所彩色 地合成，並導向朝向將其投射到該螢幕之投射鏡片2〇7。 來自該面板l〇〇R、100G、1〇〇B的出射光束係藉由加入到 個別面板100R、100G、1〇仙的全像元件來放射在該面板的 垂直線之方向上，因此，其不需要過度地降低該投射鏡片 207的F值，藉此其有可能來小型化該液晶顯示單元。再者 ，此技術效果可使用一小尺寸的棱鏡，如同該跨雙色棱鏡 206,藉此其有可能來貢獻於降低該光學系統之整體的重量 及尺寸。 其有需要提供一對於不需要光線的吸收器，或用以導引 不需要的光線到該個別六面體棱鏡U2R、U2G、U2B的出 射表面處的一吸收器之光學系統。利用此配置，可以有效 地防止偏離光線的產生及降低，並可防止對比比例。另外 ’如该具體貫施例5所述，該六面體稜鏡丨〗2r、1丨2G、112B 的出射側表面係做成反射式，而可重新使用回到該面板 100R、100G、100B的光線，藉此其有可能來增進該尖峰亮 度。請參考圖11，雖然平行於該面板l〇〇R、100G、1〇〇Β 的長邊方向，及平行於該跨雙色棱鏡2〇6中四個稜鏡的接合 表面之方向皆配置成彼此平行，該方向亦可形成平行於該 面板100R、l〇〇G、100B的短邊方向。 在此具體實施例中，已經解釋了三個面板式投射光學系 統。同時，如具體實施例1中所述，根據本發明之液晶顯示 系統加入有一高速液晶反應特性。藉由此特性，其亦有可 能來使用一單一面板來構成一場域連續彩色式的顯示單元。 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1235870 A7 ______B7_ 五、發明説明（19 ) (具體實施例10) 圖12所示為該三個面板式投射光學系統的另一個具體 實施例，其使用一單一跨雙色棱鏡。在此具體實施例中的 投射光學系統中，來自一光源201的一白色光束係由一第一 跨雙色棱鏡209’來色彩地分離成RGB，該RGB的光束係由 該第一跨雙色棱鏡209 ’分別在三個方向上放射，而該個別 的光束係藉由一鏡面203導引到一六面體棱鏡112R、112G 、Π2Β，然後照射到該面板i〇〇R、100G、100B。在該面 板100R、100G、100B中調變的個別色彩之光束係由一第二 跨雙色稜鏡206所色彩地合成，並經由一投射鏡片207的中 間物而投射到一螢幕。該入射側邊跨雙色棱鏡2 〇 9，及該出 射側邊跨雙色積繞206係用來使得其相對於該入射侧邊p型 偏極化的切斷波長彼此不同。換言之，相對於該入射側p 型偏極化的切斷波長較佳地設定成等於該出射側邊s型偏 極化的切斷波長。如果其彼此不相等時，本身通過該出射 側跨雙色稜鏡206的光線即反射，藉以造成光線量的損耗， 並且造成光線同時進入不同的面板，藉以產生偏離光線， 藉此其有可能造成對比比例降低的問題。 (具體實施例1 1) 圖13所示為該三個面板式投射光學系統的另一個具體 實施例，其使用兩個跨雙色棱鏡。在此具體實施例中的投 射光學系統中，來自一光源201的一白色光束係由一第一跨 雙色棱鏡209’色彩地分離成RGB，該rgb的光束係由該第 一跨雙色棱鏡209,分別在三個方向上放射，並個別進入該 -23-
1235870 A7 ^_ B7 五、發明説明（2Q ) 面板100R、100G、100B，而傾斜於後者。在此階段，為了 維持來自該光源201的該入射光束對於該面板l〇〇R、100G 、100B的入射角，棱鏡208R、208G、208B係配置在該面 板100R、100G、100B，及該跨雙色稜鏡209,、206之間。 來自該面板100R、100G、100B的出射光束係色彩地合成， 並藉由該投射鏡片207投射到一螢幕上。 (具體實施例I2) 圖1 5到1 8所示為一三個面板式投射光學系統的一具體 實施例，其為根據本發明使用該液晶顯示元件的一顯示單 元。在此具體實施例中該投射光學系統係由一色彩分離光 學系統構成，其包含一光源201，雙色研磨器202、205，一 鏡面203及一鏡片204，個別的三個主要色彩RGB的面板 100R、100G、100B，一跨雙色稜鏡206，六面體稜鏡112R 、112G、112B，其位在該個別面板l〇〇R、i〇〇G、100B之 間，及該跨雙色棱鏡206，一投影鏡片207，及類似者。 由該光源201的光學軸及該投射鏡片207的光學軸係放 置成彼此平行。該光源201的光學軸及該投射鏡片207的光 學轴可彼此平行配置在不同的位準，並可彼此扭轉一約9 〇 度的角度。在應用到一前投射器的例子中，投射係在一傾 斜向上的方向上’該投射鏡片的光學抽可由該面板的光學 軸偏離一偏移程度10:0或9:1。 該’顯示裝置包含一光源201，其可為一白光燈，例如一 超高壓水銀燈，一 _化金屬燈，一氙氣燈，一水銀氤氣燈 ，或一鹵素燈。 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公爱) 1235870
在該光學來源20 1中由一燈泡放射的光線係由一橢圓， 拋物線，或非球形反射表面13〇聚焦成一光束，然後其入射 在一第一陣列鏡片3〇1上。該光束通過該第一陣列鏡片3〇1 ，然後通過一第二陣列鏡片302,然後即入射到一偏極化光 束分離器304。此入射光線由該偏極化光束分離器3〇4分離 成為一 P型偏極化光束的傳送光束，及一為s型偏極化光束 的反射光束’該p型偏極化光束的偏極化方向係由位在該偏 極化光束分離器304的該出射側表面上一 λ/2相位差異板旋 轉一 90度，藉以轉成一s型偏極化光束，然後其入射到該鏡 片204上。再者，如前述的該s型偏極化光束即重複地反射 ，然後由該偏極化光束分離器304的出射表面放射，接著入 射到该鏡片204之上。此鏡片係由不小於至少一個鏡片所構 成’其具有一正繞射功率，藉以進一步影響該s型偏極化光 束的聚焦。已經通過該鏡片204的光束係照射到該雙色鏡面 205。 一出射偏極化板303，其可允許該s型偏極化光束通過其 中，係配置在該面板100R、100G、100Β的出射側上，藉以 增進偏極化程度。由面板100R、100G、100Β形成的影像係 由該投射鏡片204放大及投射到一螢幕，因此該液晶顯示單 元做為一放大顯示單元。 由該光源201放射的白色光束208係入射到一跨雙色鏡 面202上，其由一藍色反射雙色鏡及一紅色反射雙色鏡構成 ，其係配置成交叉約90度。該藍色光束209係由該藍色反射 雙色鏡205所反射，然後入射到該鏡面206。然後即由該鏡 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
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1235870 五、發明説明（ 面203反射，然後入射到該六面體稜鏡U2B。藉由該六面 體稜鏡112B，該出射光束的方向由該入射光束的方向改變 ，然後由其發出，藉以入射在該全像元件13〇B上。 該紅色光束211係由該紅色反射雙色鏡205反射，然後入 射到該鏡面303上，藉以由該後者反射。之後，其入射到該 六面體棱鏡112R上。利用該六面體稜鏡n 2r，該出射光束 的方向由該入射光束的方向轉向，而該出射光束由其放射 ，藉以入射在該全像元件130R之上。 該綠色光束212已經通過該跨雙色鏡面2〇2，其係入射在 該鏡面203上，藉以由該後者反射，然後入射到該六面體棱 鏡112G之上。利用該六面體棱鏡112G，該出射光束的方向 係由該入射光束尚方向轉向，而該出射光束即由其放射， 藉以入射到該全像元件130G之上。 #亥個別色彩RGB的面板l〇〇R、i〇〇G、ιοοΒ的入射光束， 其係在每個像素隨機地相位調變，然後由該面板1 〇〇R、 100G、100B放射。在此階段，其光學軸由該全像元件調變 ，所以其分別放射在大體上垂直於該面板100R、l〇〇G、100B 的方向上。該六面體棱鏡1 12R、112G、112B之配置係相對 於該雙色棱鏡206的個別側表面。由該面板l〇〇R、i〇〇G、 100B放射的光束213、214、21 5係由該跨雙色棱鏡206色彩 地合成，並導向朝向由其投射到該螢幕上的投射鏡片207 來自該面板100R、100G、100B的出射光束係藉由加入到 該個別面板100R、100G、100B的全像元件來放射到該面板 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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的垂直線 < 方向上，因此，其不需要過度地降低該投射鏡 片207的F值，藉此其有可能來小型化該液晶顯示單元。再 者，此技術效果可使用一小尺寸的棱鏡做為該跨雙色稜鏡2〇6 ，藉此其有可能貢獻於降低該光學系統的整體重量及尺寸。 其有需要來提供不需要光線的吸收器，或用以導引不需 要的光線到該個別六面體棱鏡U2r、n2G、112B的出射表 面處的一吸收器之光學系統。利用此配置，可以有效地防 止偏離光線的產生及降低，並可防止對比比例。另外，如 該具體實施例5所述，該六面體棱鏡u 2r、u 2G、n 2B的 出射側表面係做成反射式，而可重新使用回到該面板j〇〇R 、100G、100B的光線，藉此其有可能來增進該尖峰亮度。 請參考圖11 ’平行於該面板l〇〇R、100G、ιοοΒ的長邊方向 ，及平行於該跨雙色稜鏡206中四個稜鏡的接合表面之方向 皆配置成彼此平行，該方向亦可形成平行於該面板1 〇〇R、 100G、100B的短邊方向。 該全像元件130R、130G、130B係在該彩色光束入射到該 出射侧跨雙色棱鏡206上之前，配置在rgb的光學路徑上。 為了增進該熱電阻，該全像元件1 3〇R、1 30G、130B可接合 到該出射側跨雙色棱鏡206。再者，其可接合到以藍寶石為 主的一類玻璃構件。 在此具體實施例中，主要解釋該三個面板式投射光學系 統。同時，如具體實施例1中所述，該液晶顯示系統加入一 高速液晶反應特性。藉由使用此特性，其當然可能來利用 一單一面板來構成一場域連續色彩式顯示單元。 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1235870
(具體實施例13) 雖然該解釋主要是针對該反射式液晶顯示元件的情況 ，在此具體實施例中係解釋-透明式液晶顯示元件。在該 反射式的例子中’該入射光束係由該反射裝置所反射，因 此，其會通過該液晶顯示層兩次。同時，在該透明式的例 子中，该入射光束僅通過該液晶層—次。因此，在該透明 式的例子中，其需要設定其遲滯’其為該液晶層的光學厚 度，其設定值為該反射式遲滯的兩倍大。 圖14所·^為解釋根據本發明中利用該液晶顯示系統之 透明式液晶顯示元件的具體實施例。在此具體實施例中該 液晶顯示元件之特徵在於其組成為插入在至少兩個透明基 板103a、103b之阕的一液晶層ln，一偏極化器115，一分 析器116，及全像元件130a、130b，其分別插入在該偏極化 器1 1 5及該液晶層111之間，及該液晶層11〗及該分析器1工6 之間。在此具體實施例中該液晶層11中液晶的指向係設定 為垂直於或平行於該入射偏極化的方向。撞擊在大體上垂 直於該透明基板103a的方向上之入射光束，係由該全像元 件1 03a所繞射，因此，具有該光學軸1 05的入射光束傾斜地 撞擊在該液晶層111之上。由該液晶層111放射的光束，其 中該入射光束已經過調變，其由該全像元件l〇3b繞射到大 體上垂直於該透明基板的方向上，然後通過該分析器116 。該全像元件1 30a係用來繞射該偏極化光束通過該偏極化 器11 5，而該全像元件1 3 Ob繞射該偏極化的光束通過該分析 器11 6。該偏極化器11 5及該分析器Π 6係配置成一跨偏光柱 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1235870 A7 B7 發明説明 結構。 (具體實施例14) 雖然該解釋主要是針對一系統中該液晶分子的指向係、 在包含該垂直線到該面板100中的兩個基板之平面上改變 ，以下的解釋將針對在此具體實施例中，一系統中該液晶 分子的指向係在平行於構成該面板1 0 0的該基板之平面上 改變。遠系統的特定耗例中’該液晶分子的指向係在平行 於構成該面板100的兩個基板之平面上改變，其如下述：（1) 一系統中的切換係在主要是平行於該基板的電場組件在兩 個狀態下該液晶分子的指向之方向之間進行；（2) 一系統中 的切換係使用一電磁液晶材料在兩個狀態下該液晶分子的 指向之方向之間迤行；及（3) —系統中的切換係使用抗電磁 液晶材料在兩個狀態下該液晶分子的指向之方向之間進行。 該入射光束在該液晶層上的光學軸係存在於大體上垂 直於上述兩個狀態下該液晶分子的指向之方向之一的平面 上’而該入射光束撞擊到該液晶層上，其係以傾斜於該基 板垂直線的方向一預定角度的方向上。藉由此配置，在該 兩個狀®下該液晶分子的指向之方向之一中，該入射光束 的偏極化並未調變，藉以呈現一黑色表現，但在該兩個狀 態下的其它方向中，該入射光束的偏極化被調變，藉以呈 現一白色表現。如果該系統可連續地調變在上述兩個狀態 下該液晶分子的指向之方向之間的該指向的方向，即可呈 現一中間色調表現。 再者，該指向的分散方向係呈現在該上述兩個狀態下該 _____ -29- 本紙張尺度適财_家^^^714規— 1235870 A7 B7
液晶顯示元件，其中至少一個為透明， 其提供包含兩個基板的 明，而一液晶層插入在 居兩個基板之間’纟中複數個像素及在複數個像素處驅動 該液晶層的主動元件被提供到至少該兩個基板中至少一個 ，一入射光束在該液晶層上的光學軸係存在於一大體上垂 直於孩液晶分子指向的方向之平面上，而該入射光束撞擊 在该液晶層上，其方向為與該基板的垂直線之方向傾斜一 預足的角度。藉由此架構，所需要的相位調變可透過該液 晶分子的些微運動來形成，藉此其有可能來大為降低該液 晶驅動電壓。 ’ 该黑色表現條件係在由該液晶層的相位調變相當小的 情況中受到影響，所以該液晶分子的指向之方向係平行或 垂直於該入射偏極化的偏極化光學軸。因此，該黑色位準 可保持為小’藉以得到一滿意的對比比例，同時，永遠穩 足的對比比例可實現，因為該黑色位準的波長相關性及溫 度相關係很小。再者，因為該視角特性在正交於該液晶分 子的指向之方向的平面上可令人滿意，在該投射顯示單元 中的F值可降低，藉以維持一高對比比例，由此其有可能 來在於該顯示單元的亮度及高對比比例之間。 根據本發明，其提供一液晶顯示元件，其可降低該液晶 驅動電壓，及使用此液晶顯示元件的顯示單元。 本技藝專業人士將可進一步暸解到，前述的說明係針對 本紙張尺度適财®目家料(CNS) A4^(21()X297公爱) "' '—--- 1235870 A7 B7 五、發明説明（27 ) 本發明的具體實施例，而該不同變化及修正可在不背離本 發明的精神及所附申請專利範圍之下來進行。 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 裝 訂
線·

Claims (1)

  1. A B c D 1235870 六、申請專利範圍 7·如申請專利範圍第3項之液晶顯示元件，其中該液晶層 中一光學路徑的一光學軸及該基板的垂直線之方向之 間的角度係設定為不小於該基板及空氣之間的一布如 士特角。 8·如申請專利範圍第4項之液晶顯示元件，其中該液晶層 中一光學路控的一光學軸及該基板的垂直線之方向之 間的角度係設定為不小於該基板及空氣之間的一布如 士特角。 9.如申請專利範圍第3項之液晶顯示元件，其中進一步包 含該像素的一全像元件，其特徵在於該全像元件係設定 成使得一 p型偏極化光束大體上並未繞射，但一 s型偏極 化光束，其係在由該液晶層調變之後產生，其繞射到大 體上垂直於該液晶元件的方向上。 10·如申請專利範圍第4項之液晶顯示元件，其中進一步包 含該像素的一全像元件，其特徵在於該全像元件係設定 成使得一 p型偏極化光束大體上並未繞射，但一 s型偏極 化光束’其係在由該液晶層調變之後產生，其繞射到大 體上垂直於該液晶元件的方向上。 11 ·如申清專利範圍第3項之液晶顯示元件，其中繞射光柵 提供給該像素，一 s型偏極化光束係在由該液晶層調變 之後產生，其繞射到大體上垂直於該液晶元件的方向上 〇 12·如申請專利範圍第4項之液晶顯示元件，其中繞射光柵 提供給該像素，一 s型偏極化光束係在由該液晶層調變
    線 -2- 1235870 A8 B8 C8 _ ___ D8 六、申請專利範圍 ^^^ ~一 之後產生’其繞射到大體上垂直於該液晶元件的方向上 〇 1 3 ·如申請專利範圍第2項之液晶顯示元件，其中該液晶層 係由主要平行於該基板的一電場組件所驅動， 在兩個狀態下該液晶分子的指向之方向之間進行切 換， 該入射光束在該液晶層上的光學軸係存在大體上垂 直於遠兩個狀悲下该液晶分子的指向之方向之^一的平 面上，而邊入射光束撞擊在該液晶層上，其方向為傾斜 於該基板的垂直線之方向成一預定的角度。 14 ·如申請專利範圍第2項之液晶顯示元件，其中使用_電 磁液晶材料做為形成該液晶層的一液晶材料， 在兩個狀態下該液晶分子的指向之方向之間進行切 換， 該入射光束在該液晶層上的.光學軸係存在大體上垂 直於該兩個狀態下該液晶分子的指向之方向之_的+ 面上；而該入射光束撞擊在該液晶層上，其方向為傾斜 於該基板的垂直線之方向成一預定的角度。 1 5 ·如申請專利範圍第2項之液晶顯示元件，其中使用_抗 電磁液晶材料做為形成該液晶層的一液晶材·剩_， 在兩個狀態下該液晶分子的指向之方向之間進彳于士刀 換， 該入射光束在該液晶層上的光學軸係存在大體上垂 直於該兩個狀態下該液晶分子的指向之方向之_ % + -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) ' --- 70 8 5 3 2 A BCD 園範 利 專請 中 面上；而該入射光束撞擊在該液晶層上，其方向為傾斜 於該基板的垂直線之方向成一預定的角度。 16·—種液晶顯示元件，其包含兩個透明基板與插入在該兩 個基板之間的一液晶層，其中複數個像素及用以在該複 數個像素處驅動該液晶的主動元件係加入到該兩個基 板中至少一個，其特徵在於：入射至該液晶層之入射光 束及自該液晶層出射之出射光束中任一者的光學軸係 存在大m上垂直於在該兩個基板的至少一個之上該液 晶分子的指向之方向的平面上，而該入射光束撞擊在該 液曰曰層上’其方向為傾斜於該基板的垂直線之方向成;一 預定的角度。 17 ·如申請專利範圍第16項之液晶顯示元件，其中該入射光 束在該液晶層上的偏極化方向係大體上垂直或平行於 該液晶分子的指向之方向。 1 8 ·如申請專利範圍第17項之液晶顯示元件，其中在該液晶 9 層中該液晶分子的指向為同質性。 19·如申請專利範圍第17項之液晶顯示元件，其中在該液晶 層中該液晶分子的指向為異質性。 2 0 ·如申請專利範圍第1 8項之液晶顯示元件，其中在該液晶 層中一光學路徑的一光學軸及該基板的垂直線之方向 之間的角度係設定為大於該光束由該基板放射到空氣 中之整體反射角。 21 ·如申請專利範圍第19項之液晶顯示元件，其中在該液晶 層中一光學路徑的一光學軸及該基板的垂直線之方向 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公釐） A BCD 1235870 六、申請專利範圍 之間的角度係設定為大於該光束由該基板放射到空氣 中之整體反射角。 22·如申請專利範圍第1 8項之液晶顯示元件，其中該液晶層 中一光學路徑的一光學軸及該基板的垂直線之方向之 間的角度係設定為不小於該基板及空氣之間的一布如 士特角。 23 ·如申請專利範圍第19項之液晶顯示元件，其中該液晶層 中一光學路徑的一光學軸及該基板的垂直線之方向之 間的角度係設定為不小於該基板及空氣之間的一布如 士特角。 24.如申請專利範圍第18項之液晶顯示元件，其中進一步包 含該像素的一全像元件，且該全像元件係設定成使得一 P型偏極化光束大體上並未繞射，但一 s型偏極化光束， 其係在由該液晶層調變之後產生，其繞射到大體上垂直 於該液晶元件的方向上。 2 5 ·如申請專利範圍第19項之液晶顯示元件，其中進一步包 含該像素的一全像元件，且該全像元件係設定成使得一 P型偏極化光束大體上並未繞射，但一s型偏極化光束， 其係在由該液晶層調變之後產生，其繞射到大體上垂直 於該液晶元件的方向上。 26.如申請專利範圍第18項之液晶顯示元件，其中繞射光拇 提供給該像素，一s型偏極化光束係在由該液晶層調變 之後產生，其繞射到大體上垂直於該液晶元件的方向上 -5-
    ο γ 5 3 2 A B CD 六、申請專利範圍 27. 如申請專利範圍第19項之液晶顯示元件，其中繞射光柵 提供給該像素，一 s型偏極化光束係在由該液晶層調變 之後產生，其繞射到大體上垂直於該液晶元件的方向上 〇 28. 如申請專利範圍第18項之液晶顯示元件，其中進一步包 含在該液晶層之前及之後的全像元件， 該入射側全像元件繞射一入射光束，其撞擊在該基板 上，其方向係大體上垂直於該基板，藉以允許該入射光 撞擊在該液晶層上， 同時該出射侧全像元件由該液晶層繞射一出射光束 到一大體上垂直於該基板的方向上， 該入射側全像元件繞射該偏極化的入射光線；及 該出射側全像元件繞射該出射光束，其具有正交於該 入射光束的偏極化之偏極化。 2 9.如申請專利範圍第19項之液晶顯示元件，其中進一步包 含在該液晶層之前及之後的全像元件， 該入射側全像元件繞射一入射光束，其撞擊在該基板 上，其方向係大體上垂直於該基板，藉以允許該入射光 撞擊在該液晶層上， 同時該出射側全像元件由該液晶層繞射該出射光束 到一大體上垂直於該基板的方向上’ 該入射側全像元件繞射該偏極化的入射光線；及 該出射側全像元件繞射該出射光束，其具有正交於該 入射光束的偏極化之偏極化。 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)
    1235870 A Be D 六、申請專利範圍 3 0·如申請專利範圍第18項之液晶顯示元件，其中該液晶層 係由主要平行於該基板的一電場組件所驅動， 在兩個狀態下該液晶分子的指向之方向之間進行切 換， 該入射光束在該液晶層上的光學軸係存在大體上垂 直於該兩個狀態下該液晶分子的指向之方向之一的平 面上；而該入射光束撞擊在該液晶層上，其方向為傾斜 於該基板的垂直線之方向成一預定的角度。 3 1 ·如申請專利範圍第19項之液晶顯示元件，其中該液晶層 係由主要平行於該基板的一電場組件所驅動， 在兩個狀態下該液晶分子的指向之方向之間進行切 換， 該入射光束在該液晶層上的光學軸係存在大體上垂 直於該兩個狀態下該液晶分子的指向之方向之一的平 面上；而該入射光束撞擊在該液晶層上，其方向為傾斜 於該基板的垂直線之方向成一預定的角度。 32·如申請專利範圍第17項之液晶顯示元件，其中使用一電 磁液晶材料做為形成該液晶層的一液晶材料’ 在兩個狀態下該液晶分子的指向之方向之間進行切 換， 該入射光束在該液晶層上的光學軸係存在大體上垂 直於該兩個狀態下該液晶分子的指向之方向之一的平 面上；而該入射光束撞擊在該液晶層上，其方向為傾斜 於該基板的垂直線之方向成一預定的角度。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1235870 A B c D 六、申請專利範圍 33·如申請專利範圍第17項之液晶顯示元件，其中使用一抗 電磁液晶材料做為形成該液晶層的一液晶材料， 在兩個狀態下該液晶分子的指向之方向之間進行切 換， 該入射光束在該液晶層上的光學軸係存在大體上垂 直於該兩個狀態下該液晶分子的指向之方向之一的平 面上；而該入射光束撞擊在該液晶層上，其方向為傾斜 於該基板的垂直線之方向成一預定的角度。 34·—種顯示單元，其特徵在於包含：一光源，一用以單色 地分離來自該光學來源的一白色光束之色彩分離光學 系統，及如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其個 別對應於三個主要色彩；其特徵在於該三個主要色彩光 束係由該色彩分離光學系統單色地分離，其係入射在該 個別液晶顯示元件上，其方向為傾斜於該液晶元件， 其挺供早色地合成由該液晶·顯示元件放射的出射光 束，及用以投射一光束的一投射鏡片，其係由該色彩地 合成光學系統所色彩性合成。 3 5 · —種顯示單元，其特徵在於包含··一光源，一用以單色 地分離來自該光學來源的一白色光束之色彩分離光學 系統’及如申請專利範圍第16項之液晶顯示元件，其個 別對應於三個主要色彩；其特徵在於該三個主要色彩光 束係由該色彩分離光學系統單色地分離，其係入射在該 個別液晶顯示元件上，其方向為傾斜於該液晶元件， 其提供單色地合成由該液晶顯示元件放射的出射光 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱） A B c D 1235870 六、申請專利範圍 束，及用以投射一光束的一投射鏡片，其係由該色彩地 合成光學系統所色彩性合成。 3 6.如申請專利範圍第34項之顯示單元，其中該光源的該光 學軸及該投射鏡片的該光學軸係放置在不同的位準，其 係彼此平行，或對另一個扭轉一約90度的角度，及可以 改變該光學軸的光學棱鏡，其係配置在該色彩分離光學 系統的光學路徑上’及該液晶顯不元件。 37.如申請專利範圍第35項之顯示單元，其中該光源的該光 學軸及該投射鏡片的該光學軸係放置在不同的位準，其 係彼此平行，或對另一個扭轉一約90度的角度，及可以 改變該光學軸的光學棱鏡，其係配置在該色彩分離光學 系統的光學路徑上’及該液晶顯不元件。 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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