專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一 種在光源和顯示面板之間具有能夠使用4空制信 號來執(zhí)行偏光控制的偏光控制元件的顯示裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，液晶顯示裝置4皮用作個人計算才幾、電禍3幾、1更攜式電 話等的顯示裝置。通常，液晶顯示裝置具有以下結(jié)構(gòu)通過4尋液晶 單元夾置在 一對透明電極之間獲得的液晶顯示面4反被透射軸4皮此 正交的一對偏光4反所夾置。通過改變液晶單元中液晶分子的角度并 調(diào)整背光的光量來顯示圖像。在液晶顯示裝置中，尤其重要的是使對比度較高以增加商品價 值。目前，作為"i殳置在液晶顯示面4反的兩側(cè)的每一個偏光4反，通常 使用具有約75%~ 85%的與透射軸平行的偏振光的亮度透射率和約 0.005%以下的與透射軸正交的偏振光的亮度透射率的偏光^反。市場 上也存在亮度透射率為0.001%以下的高級機型。在將具有這種亮度透射率的偏光外反i殳置在液晶顯示面板兩側(cè)的情況下，理想地只于比度 應(yīng)等于亮度透射率并i人為其至少為20000:1 ~ 30000:1以上。
然而，實際上，由于液晶單元中的光散射、濾色板等中顏沖牛微 粒的散射以及相差膜的雙折射的影響，發(fā)生入射到液晶顯示面才反上 的偏振光輕微的消偏振。因此，入射到液晶顯示面板上的偏才展光的 偏光方向被干擾，并且黑色顯示中整個單元的透射率變得高于兩個 偏光板重疊以使透射軸彼此正交的情況下的透射率。結(jié)果，對比度 變成約1000:1 - 3000:1,這是與偏光并反的偏光度相差甚遠(yuǎn)的4直。
作為4是高只于比度的方法，建i義〗吏用光源的局部4妾通/關(guān)閉的方 法。在該方法中，根據(jù)視頻圖像的明亮度來調(diào)整光源的輸出，并且 與增加偏光板的偏光度或減少液晶單元的消偏振的方法相比，大大 提高了對比度。具體地，在將多個LED正好排列在液晶顯示面板 下方的設(shè)備用作背光的情況下，由于容易執(zhí)行部分的點亮或熄滅并 且響應(yīng)速度高，所以可通過使用該方法來容易地提高對比度。
然而，在光源是冷陰極管或使用導(dǎo)光板的邊緣照明型光源的情 況下，不能使用該方法。在前一種情況下，在與冷陰極管的延伸方 向平行的方向上不能執(zhí)行開/關(guān)控制，并且響應(yīng)速度低于具有普通磷 光體的發(fā)光速度的LED的響應(yīng)速度。在后一種情況下，由于結(jié)構(gòu) 的問題而不能局部地r接通光源。因此，還要求這些類型的光源大大 才是高對比度。
例如，作為不管光源類型而提高對比度的方法，日本未審查專 利申i青7^開第2008-51912號、2008-15289號、H03-055592號和 H03-l 13427號乂>開了以下才支術(shù)制備液晶顯示面*反#:透射軸4皮》匕正 交的一對偏光板所夾置的另一個顯示裝置并將該裝置用作光閘的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
然而，上述方法存在一個問題。由于在用于光閘的液晶面玲反的 兩側(cè)上設(shè)置偏光板，所以僅通過兩個偏光板來較低地抑制黑色顯示 中的亮度，但白色顯示中的亮度還是大大減少。
因此，期望提供一種在抑制白色顯示中的亮度降低的同時實現(xiàn) 改進的對比度的顯示裝置。
作為本發(fā)明實施方式的第一顯示裝置包4舌具有以矩陣形式i殳 置的多個像素的顯示面板?；趫D像信號來驅(qū)動多個像素。在顯示 面一反的一面上i殳置第一偏光^反，以及在顯示面才反的另一面上i殳置第 二偏光纟反。顯示裝置具有/人第一偏光^反側(cè)照射顯示面一反的面發(fā)光 源。在第一偏光板與面發(fā)光源之間，從第一偏光板側(cè)開始按順序設(shè) 置第三偏光板和透射軸的定向才艮據(jù)控制信號而改變的偏光4空制元 件。顯示裝置還包括用于輸出控制信號的控制部?？刂撇枯敵隹刂?偏光控制元件的透射軸的定向的控制信號，以^使偏光控制元件的透 射光的偏光軸在對應(yīng)于黑色顯示的〗象素位置的部分中被定向為與 第一偏光才反的透射軸交叉的方向，并在對應(yīng)于白色顯示的^f象素4立置 的部分中^皮定向為與第一偏光^^的透射軸平^f于的方向。
在作為本發(fā)明實施方式的第一顯示裝置中，偏光控制元件的透 射光的偏光軸在對應(yīng)于黑色顯示的^f象素位置的部分中被定向為與 第 一 偏光板的透射軸交叉的方向并在對應(yīng)于白色顯示的^f象素4立置 的部分中被定向為與第一偏光板的透射軸平行的方向。通過這種配 置，偏光控制元件中穿過對應(yīng)于黑色顯示的像素位置的部分的光祐L 第 一偏光板所吸收。與光穿過第 一偏光板而不#1第 一偏光板吸收的 情況相比，入射到顯示面板中的黑色顯示中的^f象素4立置上的光量減 少。在偏光控制元件中，當(dāng)光穿過偏光控制元件時4義調(diào)整偏光軸的 定向，并且難以發(fā)生光吸收。因此，入射到對應(yīng)于偏光控制元件中的白色顯示的 <象素位置的部分上的光在幾乎不#皮減弱的同時穿過 偏光控制元件和第一偏光才反，并進入顯示面外反的白色顯示的^f象素4立置。
作為本發(fā)明實施方式的第二顯示裝置包4舌具有以矩陣形式詔: 置的多個像素的顯示面板?；趫D像信號來驅(qū)動多個像素。在顯示 面板的一面上i殳置第一偏光^反，并且在顯示面^反的另一面上i殳置第 二偏光板。顯示裝置i殳置有從第一偏光板側(cè)照射顯示面板的面發(fā)光 源。在第一偏光板和面發(fā)光源之間，/人第一偏光板側(cè)開始按順序i殳 置第三偏光板和根據(jù)控制信號散射或透射第三偏光板的透射光的 偏光控制元件。顯示裝置還包括用于輸出控制信號的控制部?？刂?部輸出控制偏光控制元件的控制信號，以在對應(yīng)于黑色顯示的^f象素 位置的部分中散射第三偏光板的透射光，而在對應(yīng)于白色顯示的像 素位置的部分中透射該透射光。
在作為本發(fā)明實施方式的第二顯示裝置中，偏光控制元件在對 應(yīng)于黑色顯示的像素位置的部分中散射第三偏光板的透射光并在 對應(yīng)于白色顯示的4象素位置的部分中透射該透射光。通過這種配 置，在對應(yīng)于偏光控制元件中的黑色顯示的 <象素位置的部分中^皮散 射的光^皮第一偏光才反所吸收。與光穿過第一偏光板而不被第一偏光 板吸收的情況相比，入射到顯示面板中的黑色顯示中的像素4立置上 的光量減少。在偏光控制元件中，當(dāng)光穿過偏光控制元件時難以發(fā) 生光損一毛。因此，入射到對應(yīng)于偏光控制元件中的白色顯示的〗象素 位置的部分上的光在幾乎不^皮減弱的同時穿過偏光控制元4牛和第 一偏光才反，并進入顯示面并反中的白色顯示的〗象素^f立置。
在作為本發(fā)明實施方式的第一顯示裝置中，偏光控制元件的透 射光的偏光軸被定向為在對應(yīng)于黑色顯示的像素位置的部分中與 第一偏光板的透射軸交叉的方向，并纟皮定向為在對應(yīng)于白色顯示的 像素位置的部分中與第一偏光板的透射軸平行的方向。因此，入射到顯示面^反中的黑色顯示的〗象素^f立置上的光量減少，并且可以減少 發(fā)生在顯示面板上的消偏振。另外，入射到對應(yīng)于偏光控制元件中 的白色顯示的4象素^立置的部分上的光在幾乎不^皮減弱的同時穿過 偏光控制元件和第一偏光4反，并進入顯示面才反中的白色顯示的〗象素 位置，使得可以抑制白色顯示中亮度的降低。因此，在抑制白色顯 示中亮度降低的同時，可以提高對比度。
在作為本發(fā)明實施方式的第二顯示裝置中，偏光控制元件在對 應(yīng)于黑色顯示的^象素位置的部分中散射第三偏光^^的透射光并在 對應(yīng)于白色顯示的^象素位置的部分中透射透射光。因此，入射到顯 示面板中的黑色顯示中的<象素位置上的光量減少，并且可以減少發(fā) 生在顯示面板中的消偏振。另外，入射到對應(yīng)于偏光控制元件中的 白色顯示的像素位置的部分上的光在幾乎不^皮減弱的同時穿過偏 光控制元件和第一偏光板，并進入顯示面^反中的白色顯示的^f象素位 置，使得可以抑制白色顯示中亮度的降低。因此，在抑制白色顯示 中亮度降低的同時，可以提高對比度。
本發(fā)明的其他以及進一步的目的、特征和優(yōu)點將根據(jù)以下描述 而顯而易見。


圖l是示出了作為本發(fā)明第一實施方式的顯示裝置的結(jié)構(gòu)實例
的截面圖。
圖2是示出了圖1中的液晶顯示面^1的結(jié)構(gòu)實例的截面圖。 圖3是示出了圖1的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的另一實例的截面圖。 圖4是示出了圖1中的偏光控制元件的結(jié)構(gòu)實例的截面圖。圖5是基于功能塊單元示出了圖1中的驅(qū)動電i 各的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖6A和圖6B是示出了圖1中的偏光控制元件的開/關(guān)操作與 液晶顯示面的白色顯示和黑色顯示之間的關(guān)系實例的關(guān)系圖。
圖7A和圖7B是用于"i兌明圖1的顯示裝置中的偏光狀態(tài)的一 實例的示意圖。
圖8A和圖8B是用于說明圖1的顯示裝置中的偏光狀態(tài)的另 一個實例的示意圖。
圖9是示出了作為本發(fā)明第二實施方式的顯示裝置的結(jié)構(gòu)實例
的截面圖。
圖IO是示出了圖9中的偏光控制元件的結(jié)構(gòu)實例的截面圖。
圖IIA和圖IIB是用于說明圖9中的偏光控制元件中的操作的
示意圖。
圖12是示出了圖9中的偏光控制元件中所施加的交流電壓與 線性透射率之間的關(guān)系實例的關(guān)系圖。
圖13是示出了圖9中的偏光控制元件的開/關(guān)#:作與液晶顯示 面^1的白色顯示和黑色顯示之間的關(guān)系實例的關(guān)系圖。
圖14A和圖14B是用于i兌明圖9的顯示裝置中的偏光狀態(tài)的 實例的示意圖。
圖15是示出了圖1的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的另一實例的截面圖。圖16是示出了圖9中的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的另一實例的截面圖。
圖17是示出了實施例和比較例的顯示裝置的對比度和最大亮 度的7于比圖。
具體實施例方式
以下將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的實施方式。 第一實施方式
圖1示出了作為本發(fā)明第一實施方式的顯示裝置1的一般結(jié)構(gòu) 的實例。顯示裝置1具有液晶顯示面才反10 (顯示面4反)、夾置液晶 顯示面玲反10的偏光^反20A (第一偏光玲反)和偏光玲反20B (第二偏光 板)、設(shè)置在偏光板20A的后側(cè)上的照明裝置30以及驅(qū)動液晶顯示 面板10以顯示視頻圖像的驅(qū)動電i 各40。偏光;f反20A的表面朝向，見 察者(未示出)。
、液晶顯示面寺反10 ^Li殳置為顯示4見頻圖4象。例力口，液晶顯示面 斗反10是才艮據(jù)一見頻信號來驅(qū)動<象素的透射型顯示面才反，并具有液晶 層被一對透明基板夾置的結(jié)構(gòu)。具體地，如圖2所示，從照明裝置 30側(cè)開始的順序，'液晶顯示面4反10具有透明基4反11、 ^象素電才及12、 取向膜13、液晶層14、耳又向膜15、 7>共電才及16、濾色板17和透 明基板18。
透明基板11和18是對可見光來說透明的基板(例如，玻璃板)。 盡管沒有示出，但在照明裝置30側(cè)的透明基板11上，形成包括TFT (薄膜晶體管)以及電連接至像素電極12的配線的有源驅(qū)動電路等。例如，像素電極12和^^共電極16由ITO (氧化銦錫)制成。 像素電極12在透明基板11上進行柵格排列或三角排列，并用作各 個^f象素的電極。另一方面，7>共電4及16形成在濾色才反17的一個表 面上，并用作面對1象素電才及12的z^共電才及。
取向膜13和15由諸如聚酰亞胺的高聚物材料制成，并對液晶 4丸4亍耳又向處理。
例如，液晶層14由處于VA (垂直對準(zhǔn))才莫式、TN (:扭曲向 列)模式或STN (超扭曲向列)模式的液晶制成，并且如稍后所描 述的，具有通過來自驅(qū)動電路40的施加電壓逐像素地來改變乂人照 明裝置30發(fā)出的光的偏光軸的定向的功能。通過以多級改變液晶 的排列，以多級來調(diào)整每個^f象素的透射軸的定向。
濾色板17將穿過液晶層14的光分離為例如紅色(R )、綠色(G ) 和藍(lán)色(B)的三原色或者諸如R、 G、 B和白色(W)的四個顏色。 以與像素電極12的排列相應(yīng)地排列濾色板17中各個顏色的圖案。 濾色板排列(像素排列)通常是條紋排列、斜紋排列、三角排列、
矩形排列等。
偏光纟反20A是i殳置在液晶顯示面4反10的光入射側(cè)的偏光4反。 偏光板20B是設(shè)置在液晶顯示面板10的光出射側(cè)的偏光板。偏光 板20A和偏光板20B是一種光閘，并且僅透射預(yù)定才展動方向上的光 (偏4展光)。偏光纟反20A可以是吸收除透射軸之外的4展動方向上的 光(偏振光)的吸收型偏光元件。從提高亮度的觀點來看，將光反 射向照明裝置30側(cè)的反射型偏光元件是優(yōu)選的。偏光板20A和偏 光板20B經(jīng)設(shè)置以使它們的偏光軸彼此相差90度。通過這種配置， 從照明裝置30發(fā)出的光經(jīng)由液晶層14穿過或^皮遮斷。偏光纟反20A的透射軸與稍后將進4于描述的反射型偏光元4牛35 的透射軸平行，或者與反射型偏光元件35的透射軸相交(正交)。
照明裝置30具有光源31。例如，如圖l所示，在照明裝置中， 在光源31的液晶顯示面板10側(cè)，從光源31側(cè)開始按順序設(shè)置擴 散板32、擴散片33、棱鏡片34、反射型偏光元件35 (第三偏光板) 和偏光控制元件36。另外，在光源31的背側(cè)，設(shè)置反射片37。優(yōu) 選地，照明裝置30是上述所謂的直下背光型。例如，如圖3所示， 照明裝置30可以是使用導(dǎo)光板38的側(cè)邊緣型。
圖1中的光源31和反射片37對應(yīng)于本發(fā)明的"面發(fā)光源"的
具體實例。
例如，如圖1所示，在光源31中，多個線狀光源以相等的間 隔(例如，20mm的間隔)平4亍排列。線狀光源通常是冷陰才及熒光 燈(CCFL)。可選地，可以線性地設(shè)置諸如發(fā)光二極管(LED)或 有機EL (電致發(fā)光)元件的點狀光源。例如，可通過將點狀光源 以等間隔設(shè)置為柵格形狀來獲得光源31。
例如，反射片37通過從光源31側(cè)開始順序堆疊鋁(Al)、膨 脹聚對苯二曱酸乙二醇酯(PET)和聚碳酸酯而獲得。反射片將從 光源31發(fā)出的一部分光反射向液晶顯示面板10。通過這種結(jié)構(gòu)， 可以有效地使用從光源31發(fā)出的光。
例如，擴散板32通過將擴散材料(填充物)擴散到相對較厚 的板狀透明樹脂中而形成。例如，擴散片33通過將含有擴散材泮牛 的透明樹脂(粘合劑)涂覆在相對較薄的膜狀透明樹脂上而形成。 作為板狀或膜狀透明樹脂，例如，使用PET、丙烯酸、聚碳酸酯等。 作為擴散材料，例如，使用諸如Si02的無機填充物、諸如丙烯酸樹 脂的有機填充物等。例如，棱鏡片34由具有半透明性的樹脂材料制成。包括棱鏡 片34的平面被設(shè)置為與液晶顯示面板10的表面平行。在棱鏡片34 的光出射側(cè)的面(表面)中，形成多個凸部34a。例如，棱鏡片34 的光入射側(cè)(背面)的面是鏡面。
多個凸部34a的每一個都具有線狀或錐體狀的立體形狀。優(yōu)選 地，在每個凸部34a都具有線狀的立體形狀且光源31是線狀光源 的情況下，凸部34a的延伸方向被設(shè)置為與光源31的延伸方向平 行。在這種情況下，凸部34a可以被設(shè)置為在從光學(xué)特性的觀點來 看在容許的范圍內(nèi)與光源31的延伸方向相交。
例如，反射型偏光元件35具有堆疊有具有不同折射率的層的 多層結(jié)構(gòu)(未示出)。反射型偏光元件35對其方向性被棱鏡片34 提高的光進行ps分離，僅透射p波并選擇性地反射s波。被反射的 s波由設(shè)置在光源31的背側(cè)的反射片37等再次反射。此時，將光 分離為p波和s波，使得可以重新使用由反射型偏光元件35反射的 s波。反射型偏光元件35可以具有通過由一對擴散片來夾置多層結(jié) 構(gòu)所獲得的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，在反射型偏光元件35的擴散片 中擴散穿過多層結(jié)構(gòu)的p波，從而使視角變寬。
偏光控制元件36被設(shè)置為盡可能地抑制視頻圖像中所包括的 黑色顯示部分中的黑色亮度。例如，偏光控制元件36是才艮據(jù)控制 信號來驅(qū)動像素的透射型面板，并具有液晶層被一對透明基板夾置 的結(jié)構(gòu)。具體地，如圖4所示，偏光控制元件36^v照明裝置30側(cè) 開始按順序具有透明基板51、 X電極52、取向膜53、液晶層54、 耳又向月莫55、 Y電才及56和透明基4反57。
透明基板51和57是對可見光來說透明的基板(例如，玻璃板)。 在該實施方式中，在照明裝置30側(cè)的透明基板51上，不形成諸如 TFT的馬區(qū)^/電^各。例如，X電才及52和Y電才及56由ITO制成。X電才及52 #1形成 為沿一個方向在透明基板51上延伸。Y電極56一皮形成為沿與X電 極52正交的方向在透明基板57上延伸。X電才及52和Y電4及56拔:
此面對的部分起到^象素電才及的功能。即，偏光控制元件36是簡單 矩陣驅(qū)動型的面4反。
偏光控制元件36的^f象素間3巨P2等于或大于液晶顯示面外反10 的寸象素間^巨P1。為液晶顯示面才反IO中的一個或多個^f象素i殳置偏光 控制元件36的像素。通常，液晶顯示面板10中相鄰像素之間的亮 度差極小。因此，即使在偏光控制元件36的像素間距P2稍寬于液 晶顯示面板10的像素間距P1時，在視頻圖像的顯示中也不存在任 何問題。通常，當(dāng)需要盡可能地抑制視頻圖像中的黑色顯示部分的 亮度時，占據(jù)視頻圖像的黑色顯示部分較寬。因此，即使在偏光控 制元件36的像素間距P2比液晶顯示面板10的像素間距P1寬得多 時，在占據(jù)視頻圖像的黑色顯示部分較寬的情況下，在視頻圖像的 顯示中也不存在任4可問題。
取向膜53和55由諸如聚酰亞胺的高聚物材料制成，并對液晶 才丸4亍耳又向處理。
例如，液晶層54由處于TN才莫式、VA模式、IPS模式等的定 向液晶制成，并且如稍后所描述的，具有通過來自驅(qū)動電路40的 施加電壓逐像素地來改變穿過反射型偏光元件35的光的偏光軸的 定向的功能。通過以兩級或多級改變'液晶的4非列，液晶層54可以 以兩級或多級來調(diào)整每個像素的透射軸的定向。由于可以減少在旋 轉(zhuǎn)偏光面時諸如波長分散的影響，所以優(yōu)選將處于TN;f莫式的定向 液晶用于液晶層54。必要時，可以設(shè)置用于抑制傾斜方向上的著色 的相差補償層，使其與液晶層54的光出射側(cè)的面相接觸。根據(jù)來自驅(qū)動電路40的控制信號(后面提及的驅(qū)動電壓46a ), 偏光控制元件36的透射軸(偏光控制元件36的透射光的偏光軸) 沿與偏光板20A的透射軸平行的方向纟皮定向或沿與偏光才反20A的 透射軸相交(正交)的方向^皮定向。
例如，在偏光板20A的透射軸與反射型偏光元件35的透射軸 平行的情況下，當(dāng)控制信號關(guān)閉(例如，當(dāng)驅(qū)動電壓46a為零伏) 時，偏光控制元件36的透射軸與偏光板20A的透射軸平行。當(dāng)控 制信號打開(例如，當(dāng)驅(qū)動電壓46a變?yōu)?吏入射到偏光控制元件36 上的光的偏光軸^走轉(zhuǎn)90°的值時)，偏光控制元件36的透射軸S走轉(zhuǎn) 并與偏光一反20的透射軸相交(變成正交)。
例如，在偏光板20A的透射軸與反射型偏光元件35的透射軸 相交(正交)的情況下，當(dāng)控制信號關(guān)閉時，偏光控制元件36的 透射光的偏光軸與偏光板20A的透射軸相交(正交)。當(dāng)控制信號 打開時，偏光控制元件36的透射軸旋轉(zhuǎn)并變得與偏光板20A的透
射軸平行。
圖5示出了驅(qū)動電路40的功能塊。驅(qū)動電路40包括視頻處 理部41，處理來自外部的纟見頻信號以生成RGB信號41a并生成通 過將RGB信號轉(zhuǎn)換為二值信號或多值信號所獲得的灰度信號41b; 一見頻存^f諸器42，作為存儲來自 一見頻處理部41的RGB信號41a的幀 存儲器；灰度存儲器43，作為用于存儲來自視頻處理部41的灰度 信號41b的幀存儲器；X驅(qū)動器44,將基于一條線的RGB信號42a 的驅(qū)動電壓44a纟是供給液晶顯示面才反10中的^f象素電才及12; Y掃描 器45，順序掃描液晶顯示面外反10中的掃描線(未示出)；X驅(qū)動器 46，將基于像素的灰度信號41b的驅(qū)動電壓46a順序提供給偏光控 制元件36中的X電才及52; Y掃描器47,順序掃描偏光控制元件 36中的Y電4及56;以及控制部48,控制X驅(qū)動器44、 Y掃描器 45、 X驅(qū)動器46和Y掃描器47。
17例如，視頻處理部41中的二值化處理是指將與RGB信號41a 中的中間灰度和高灰度(白色顯示)相對應(yīng)的信號設(shè)置為"1"而 將RGB信號41a中的低灰度(黑色顯示)相對應(yīng)的信號設(shè)置為"0" 的處理。例如，4見頻處理部41中的多級處理是指將^4居RGB4言號 41a的亮度級的正凄t分配給RGB信號41a的處理。
X驅(qū)動器46 4丸行^f吏偏光控制元件36的透射軸(偏光控制元件 36的透射光的偏光軸)成為與偏光4反20A的透射軸平4于的方向和 與偏光纟反20A的透射軸相交(正交)的方向的4空制。
在本實施方式中，X驅(qū)動器46扭j亍控制以4吏反射型偏光元件 35的透射光在與液晶顯示面板10中的低灰度(黑色顯示/關(guān)閉)的 像素位置相對應(yīng)的 <象素中凈皮散射，并4吏得透射光在與液晶顯示面氺反 10中的中間灰度和高灰度(白色顯示/打開)的像素位置相對應(yīng)的 部分中穿過。
例如，在偏光板20A的透射軸與反射型偏光元件35的透射軸 平行，并且當(dāng)控制信號關(guān)閉時偏光控制元件36的透射軸與偏光板 20A的透射軸平行的情況下，X驅(qū)動器46不將控制信號(驅(qū)動電 壓46a)輸出至與液晶顯示面板10中的中間灰度和高灰度(白色顯 示)的像素位置相對應(yīng)的像素。即，X驅(qū)動器46輸出零伏。此時， X驅(qū)動器46將控制信號(驅(qū)動電壓46a)輸出至與液晶顯示面4反 10中的低灰度(黑色顯示)的像素位置相對應(yīng)的像素。即，X驅(qū)動 器46輸出使入射到偏光控制元件36上的光的偏光軸旋轉(zhuǎn)90°的值 的電壓。圖6A示出了這種情況下的偏光控制元件36的開/關(guān)才喿作 與液晶顯示面才反10中的白色顯示和黑色顯示之間的關(guān)系。
例如，在偏光板20A的透射軸與反射型偏光元件35的透射軸 平行，并且當(dāng)控制信號關(guān)閉時偏光控制元件36的透射軸與偏光板 20A的透射軸相交(正交)的情況下，X驅(qū)動器46將控制信號(驅(qū)動電壓46a)輸出至與液晶顯示面板10中的中間灰度和高灰度(白 色顯示)的像素位置相對應(yīng)的像素。即，X驅(qū)動器46輸出使入射 到偏光控制元件36上的光的偏光軸魂:轉(zhuǎn)90。的值的電壓。此時，X 驅(qū)動器46不將控制信號(驅(qū)動電壓46a)輸出至與液晶顯示面板 10中的低灰度(黑色顯示)的像素位置相對應(yīng)的像素。即，X驅(qū)動 器46輸出零伏。圖6B示出了這種情況下的偏光控制元件36的開/ 關(guān)才乘作與液晶顯示面^反10中的白色顯示和黑色顯示之間的關(guān)系。
例如，在偏光板20A的透射軸與反射型偏光元件35的透射軸 相交(正交)，并且當(dāng)控制信號關(guān)閉時偏光控制元件36的透射軸與 偏光板20A的透射軸平行的情況下，X驅(qū)動器46不將控制信號(驅(qū) 動電壓46a )專俞出至與液晶顯示面^反10中的中間灰度和高灰度(白 色顯示)的^象素位置相對應(yīng)的^(象素。即，X驅(qū)動器46輸出零伏。 此時，X驅(qū)動器46將控制信號(驅(qū)動電壓46a) l俞出至與液晶顯示 面板10中的低灰度(黑色顯示)的像素位置相對應(yīng)的像素。即，X 驅(qū)動器46輸出使入射到偏光控制元件36上的光的偏光軸旋轉(zhuǎn)90° 的值的電壓。圖6A示出了這種情況下的偏光控制元件36的開/關(guān) 4乘作與液晶顯示面外反10中的白色顯示和黑色顯示之間的關(guān)系。
例如，在偏光板20A的透射軸與反射型偏光元件35的透射軸 相交(正交)，并且當(dāng)控制信號關(guān)閉時偏光控制元件36的透射軸與 偏光^反20A的透射軸相交(正交)的情況下，X驅(qū)動器46將控制 信號(驅(qū)動電壓46a)輸出至與液晶顯示面板10中的中間灰度和高 灰度(白色顯示)的像素位置相對應(yīng)的像素。即，X驅(qū)動器46輸 出使入射到偏光控制元件36上的光的偏光軸旋轉(zhuǎn)90。的值的電壓。 此時，X驅(qū)動器46不將控制信號(驅(qū)動電壓46a)輸出至與液晶顯 示面板10中的低灰度(黑色顯示)的像素位置相對應(yīng)的像素。即， X驅(qū)動器46輸出零伏。圖6B示出了這種情況下的偏光控制元件36 的開/關(guān)才喿作與液晶顯示面才反10中的白色顯示和黑色顯示之間的關(guān) 系。
19現(xiàn)在，將參考圖7A和圖7B以及圖8A和圖8B來描述實施方 式的顯示裝置1的動作和效果。圖7A和圖7B以及圖8A和圖8B 示意性地示出了顯示裝置1中的偏光狀態(tài)的實例。
從光源31發(fā)出并穿過擴散板32、擴散片33和棱鏡片34的非 偏振光入射到反射型偏光元件35的背面上。在入射到反射型偏光 元件35的背面上的光中與反射型偏光元件35的透射軸"a"平行 的偏4展光分量穿過反射型偏光元件35并入射到偏光4空制元件36的 背面上。另一方面，在入射到反射型偏光元件35的背面上的光中 與反射型偏光元件35的透射軸"a"相交的偏，振光分量^皮反射型偏 光元件35所反射。反射光被擴散板32、擴散片33和棱鏡片34或 反射片37的表面反射并變?yōu)榉瞧窆?。非偏振光再次進入反射型 偏光元件35。通過重復(fù)這種循環(huán)，增加了光提取效率，并4是高了正 面亮度。
入射到偏光控制元件36的背面上的偏振光的偏光軸纟皮偏光控 制元件36控制為在與液晶顯示面板10中的低灰度(黑色顯示)的 像素位置相對應(yīng)的部分中與偏光板20A的透射軸相交(正交)的方 向，并且被控制為在與液晶顯示面板10中的中間灰度和高灰度(白 色顯示)的像素位置相對應(yīng)的部分中與偏光板20A的透射軸平行的 方向。
例如，如圖7A和圖7B所示，在偏光寺反20A的透射軸"c"與 反射型偏光元件35的透射軸"a"平行的情況下，在與白色顯示的 像素位置相對應(yīng)的部分中，如圖7A所示，偏光控制元件36的透射 軸"b";故控制信號(驅(qū)動電壓46a)所控制以-使偏光控制元件36 的透射軸"b"變得與偏光板20A的透射軸"c"平行。在與黑色顯 示的^象素位置相對應(yīng)的部分中，如圖7B所示，偏光控制元件36的 透射軸"b";波控制信號(驅(qū)動電壓46a)所控制以^使偏光控制元件 36的透射軸"b"與偏光板20A的透射軸"c"相交(變成正交)。例如，如圖8A和圖8B所示，在偏光板20A的透射軸"c"與 反射型偏光元件35的透射軸"a，，相交(正交)的情況下，在與白 色顯示的像素位置相對應(yīng)的部分中，如圖8A所示，偏光控制元件 36的透射軸"b，，被控制信號(驅(qū)動電壓46a)所控制以使偏光控 制元件36的透射軸"b"與偏光板20A的透射軸"c"相交(變成 正交)。在與黑色顯示的^f象素位置相對應(yīng)的部分中，如圖8B所示， 偏光控制元件36的透射軸"b"被控制信號(驅(qū)動電壓46a)所控 制以4吏偏光控制元件36的透射軸"b"變成與偏光玲反20A的透射軸 "c"平行。
穿過偏光控制元件36的偏4展光進入偏光斧反20A。在入射到偏 光才反20A上的光中與偏光^反20A的透射軸"c"相交的偏4展光分量 一皮偏光纟反20A p及收或反射，并且與透射軸"c"平4于的偏:振光分量 穿過偏光4反20A。穿過偏光^反20A的光才艮據(jù)在液晶顯示面4反10中 以像素單元為基礎(chǔ)的施加電壓的大小而經(jīng)受偏光控制。所得到的光 是通過濾色板17 (參考圖2)分離的顏色，并且所得到的光入射到 偏光纟反20B上。只有與偏光纟反20B的透射軸"d"平4于的偏4展光分 量才穿過偏光纟反20B以在面纟反的正面形成圖〗象。以這種方式，在顯 示裝置1中顯示圖像。
在現(xiàn)有技術(shù)中，入射的偏振光穿過液晶顯示面板并被出射側(cè)的 偏光板所吸收。由于具有非常高強度的偏，振光穿過液晶顯示面4反， 所以偏振光平面受到消偏振的干擾。未被出射側(cè)的偏光板吸收而泄 露的光量4艮大，并且難以減少黑色顯示中的亮度。
另一方面，在本實施方式中，在偏光板20A的背側(cè)i殳置偏光控 制元件36，并根據(jù)來自驅(qū)動電路的控制信號(驅(qū)動電壓46a )將偏 光控制元件36的透射軸"b" i殳置為在與液晶顯示面4反10中的^f氐 灰度(黑色顯示)的像素位置相對應(yīng)的部分中與偏光板20A的透射 軸"c"相交(正交)的方向。通過這種配置，穿過與偏光控制元
21件36中的黑色顯示的^f象素位置相對應(yīng)的部分的光^皮i殳置在液晶顯 示面板10的背側(cè)的偏光板20A吸收或反射。結(jié)果，可以減少偏光 平面一皮液晶顯示面一反10中的消偏4展所干4尤的光本身，侵J尋可以進 一步降低黑色顯示的亮度。
在現(xiàn)有沖支術(shù)中，為了才是高對比度，存在制備通過透射軸4皮此正 交的一對偏光板夾置液晶顯示面板所獲得的另一個結(jié)構(gòu)并將其用 作用于光閘的結(jié)構(gòu)的情況。然而，在該方法中，由于對用于光閘的 液晶顯示面板的兩面中的每一面均設(shè)置一個偏光^反，所以盡管可以 僅通過兩個偏光板來抑制黑色顯示中的亮度，但存在白色顯示中的 亮度也大大降低的問題。
另一方面，在本實施方式中，在偏光板20A的背側(cè)_沒置偏光控 制元件36，并根據(jù)來自驅(qū)動電路的控制信號(驅(qū)動電壓46a )將偏 光控制元件36的透射軸"b" i殳置為在與液晶顯示面才反10中的中 間灰度和高灰度(白色顯示)的像素位置相對應(yīng)的部分中與偏光板 20A的透射軸"c，，平行的方向。此時，在偏光控制元件36中，在 穿過偏光控制元件36時^義調(diào)整透射軸"b"的方向，并在反射型偏 光元件35中存在極小的光損耗。具體地，如圖7A所示，在偏光板 20A的透射軸"c"與反射型偏光元件35的透射軸"a"平行，并且 入射至偏光控制元件36的光僅僅是穿過而在偏光控制元件36內(nèi)不 旋轉(zhuǎn)入射至偏光控制元件36的光的偏光軸的情況下，在反射型偏 光元件35中幾乎不存在光消津毛。因此，入射到與偏光控制元件36 中的白色顯示的4象素位置相對應(yīng)的部分上的光在幾乎不#皮減弱的 情況下穿過偏光控制元件36和偏光^反20A，并進入液晶顯示面4反 10中的白色顯示的像素位置。結(jié)果，可以抑制白色顯示中亮度的降 低，并且可以獲得與不具有偏光控制元件36的現(xiàn)有技術(shù)的裝置一 樣高的白色顯示中的亮度。因此，在本實施方式中，可以在抑制白色顯示中亮度的降低的 同時提高對比度。
在本實施方式中，在照明裝置30中設(shè)置偏光控制元件36時， 照明裝置30的類型(例如，直下背光型或側(cè)邊緣型)不受限制。 因此，無論照明裝置30的類型是什么，都可以在抑制白色顯示中 亮度的降低的同時，提高對比度。
第二實施方式
圖9示出了本發(fā)明第二實施方式的顯示裝置2的示意性結(jié)構(gòu)的 實例。顯示裝置2的結(jié)構(gòu)與先前實施方式的顯示裝置1的不同之處 在于^殳置了具有偏光控制元件61的照明裝置60來取4戈先前實施 方式的偏光控制元件36。以下，將主要描述與先前實施方式不同的 點，并且將不再重復(fù)對與先前實施方式相同的點的描述。
如先前實施方式中的偏光控制元件36，設(shè)置偏光控制元件61 是為了抑制視頻圖像中所包括的黑色顯示部分中的黑色亮度。例 如，偏光控制元件61是^艮據(jù)控制信號來驅(qū)動像素的透射型面板， 并具有液晶層被一對透明基板夾置的結(jié)構(gòu)。具體地，如圖IO所示， 偏光控制元件61 乂人照明裝置30側(cè)開始4安順序具有透明基4反51、 X 電極52、耳又向膜53、液晶層62、取向膜55、 Y電極56和透明基 板57。
液晶層62由所謂的聚合物分散型液晶制成。具體地，液晶層 62是包括主要由高聚物形成的塊體(bulk )62A以及分散在塊體62A 中并主要由單體制成的多個顆粒62B的復(fù)合層。例如，可通過將光 固化或熱固化單體和液晶的混合液體注入兩個透明基板之間并且 通過熱施加或紫外線照射僅固化單體來生成聚合物分散型液晶。然 而，實際上，當(dāng)如上所述形成聚合物分散型液晶時，存在顆粒62B
23被形成為并不完全是獨立的顆粒而是處于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)(海綿狀態(tài))并
且難以完全將顆粒62B與塊體62A分離的情況。
在聚合物分散型液晶中，在不施加電壓的情況下，隨才幾地定向 密封顆粒62B (參考圖IIA)。因此，顆粒62B的折射率不具有各 向異性，并且所有方向的折射率的值都高于塊體62A的折射率。當(dāng) 光在此時進入液晶層62時，由于塊體62A和顆粒62B之間的4斤射 率差，使得光被塊體62A和顆粒62B之間的界面所散射。在施加預(yù) 定電壓的情況下，沿電壓施加方向(液晶層62的厚度方向)對準(zhǔn) 顆粒62B中的液晶(參考圖IIB)。因此，在顆粒62B中出現(xiàn)折射 率各向異性，并且沿與電壓施加方向平行的方向的折射率變得低于 與電壓施加方向正交的方向上的4斤射率。在此時沿與電壓施加方向 平行的方向的折射率與塊體62A的折射率幾乎彼此一致的情況下， 在界面中不存在折射率差。因此，進入液晶層62的光不凈皮散射， 而是可以透過液晶層62。如上所述，液晶層62可以根據(jù)控制信號 (驅(qū)動電壓46a )來透射或散射入射光(偏振光)。
圖12示出了在4吏用由NSG UMU產(chǎn)品有限7>司制造的UMU 作為聚合物分散型液晶的情況下的施加AC電壓Vpp和線性透射率 之間的關(guān)系。從圖12可以了解，通過減小施加AC電壓Vpp,入射 光(偏振光)可以^皮散射，而通過增大施加AC電壓Vpp，入射光 (偏4展光)可以穿過。
在本實施方式中，X驅(qū)動器46執(zhí)行控制以使反射型偏光元件 35的透射光在與液晶顯示面板10中的低灰度(黑色顯示)的像素 位置相對應(yīng)的像素中被散射，并使得透射光在與液晶顯示面板10 中的中間灰度和高灰度(白色顯示)的像素位置相對應(yīng)的部分中穿過。例如，X驅(qū)動器將控制信號(驅(qū)動電壓46a) l敘出至與液晶顯 示面板10中的中間灰度和高灰度(白色顯示)的像素位置相對應(yīng) 的像素，以使顆粒62B中的單體沿電壓施力口方向(液晶層62的厚 度方向)對準(zhǔn)。X驅(qū)動器46不將控制信號(驅(qū)動電壓46a)輸出至 與液晶顯示面板10中的低灰度(黑色顯示)的像素位置相對應(yīng)的 像素，以使顆粒62B中的液晶被隨機定向。圖13A示出了偏光控制 元件61的開/關(guān)才喿作與液晶顯示面才反110中的白色顯示和黑色顯示 之間的關(guān)系。
現(xiàn)在，將參考圖14A和圖14B來描述本實施方式的顯示裝置2 的動作和效果。圖14A和圖14B示意性示出了顯示裝置2中的偏光 狀態(tài)的實例。
從光源31發(fā)出并穿過擴散板32、擴散片33和棱鏡片34的非 偏振光入射到反射型偏光元件35的背面上。在入射到反射型偏光 元件35的背面上的光中與反射型偏光元件35的透射軸"a"平行 的偏振光分量穿過反射型偏光元件35并入射到偏光控制元件61的 背面上。另一方面，在入射到反射型偏光元件35的背面上的光中 與反射型偏光元件35的透射軸"a"相交的偏纟展光分量4皮反射型偏 光元件35反射。反射光被擴散板32、擴散片33和棱鏡片34或反 射片37的表面所反射并變成非偏振光。非偏振光再次進入反射型 偏光元件35。通過重復(fù)這種循環(huán)，增加了光提取效率，并提高了正 面亮度。
入射到偏光控制元件61的背面上的偏，振光^皮偏光4空制元件61 所控制以在與液晶顯示面板10中的低灰度(黑色顯示)的像素位 置相對應(yīng)的部分中被散射，而在與液晶顯示面板10中的中間灰度 和高灰度(白色顯示)的^f象素位置相對應(yīng)的部分中穿過。
25例如，如圖IIB所示，在與白色顯示的像素位置相對應(yīng)的部分 中，顆粒62B中液晶的對準(zhǔn);故控制信號(驅(qū)動電壓46a )所控制， 以使顆粒62B中的單體沿電壓施加方向(液晶層62的厚度方向) 對準(zhǔn)。如圖11A所示，在與黑色顯示的^象素位置相對應(yīng)的部分中， 顆粒62B中的單體的對準(zhǔn)被控制信號(驅(qū)動電壓46a )所控制，以 4吏顆粒62B中的單體^皮隨才幾定向。
穿過偏光控制元件61的偏4辰光進入偏光寺反20A。在入射到偏 光板20A上的光中與偏光板20A的透射軸"c"相交的偏振光分量 被偏光板20A吸收或反射，而與透射軸"c"平行的偏振光分量則 穿過偏光板20A。穿過偏光板20A的光4艮據(jù)在液晶顯示面板10中 以1象素單元為基礎(chǔ)的施加電壓的大小來經(jīng)受偏光控制。所得到的光 是由濾色板17分離的顏色，并且所得到的光入射到偏光板20B上。 只有與偏光^反20B的透射軸"d"平4亍的偏4展光分量穿過偏光板20B 以在面才反的正面形成圖《象。以這種方式，在顯示裝置2中顯示圖^f象。
在現(xiàn)有技術(shù)中，入射的偏振光穿過液晶顯示面板，并被出射側(cè) 的偏光板所吸收。由于具有非常高強度的偏振光穿過液晶顯示面 板，所以偏光平面^皮消偏振所干擾。未^皮出射側(cè)的偏光才反吸收而泄 露的光的量4艮大，并且難以減少黑色顯示中的亮度。
另夕卜，在本實施方式中，在偏光才反20A的背側(cè)i殳置偏光控制元 件61,并且反射型偏光元件35的透射光在與液晶顯示面板10中的 低灰度(黑色顯示)的像素位置相對應(yīng)的部分中被散射或者在與液 晶顯示面板10中的中間灰度或高灰度(白色顯示)的像素位置相 對應(yīng)的部分中穿過。通過這種配置，入射到與偏光控制元件61的 黑色顯示的像素位置相對應(yīng)的部分上的光在進入偏光板20A和液 晶面4反10之前^皮偏光4空制元^f牛61散射。結(jié)果，可以減少偏光平面 被液晶顯示面板10中的消偏振所干擾的光本身。另外，從與偏光 控制元件61中的黑色顯示的^象素位置相對應(yīng)的部分泄露的光^^殳
26置在液晶顯示面板10的表面?zhèn)鹊钠獍?0B所吸收(參考圖14B )。 因此，可以進一步降4氐黑色顯示的亮度。
在現(xiàn)有沖支術(shù)中，為了4是高對比度，存在制備通過透射軸4皮此正 交的一對偏光板夾置液晶顯示面板而獲得的另一個結(jié)構(gòu)并將其用 作用于光閘的結(jié)構(gòu)的情況。然而，在該方法中，由于在用于光閘的 液晶顯示面纟反的兩面的每一面上均i殳置了一個偏光^反，所以盡管可 以僅通過兩個偏光板來較低地抑制黑色顯示中的亮度，但存在白色 顯示中的亮度也大大降低的問題。
另一方面，在本實施方式中，在偏光板20A的背側(cè)-沒置偏光控 制元件61的情況下，才艮據(jù)來自驅(qū)動電路40的控制信號(驅(qū)動電壓 46a)， 4吏顆粒62B中的液晶沿電壓施力口方向(液晶層62的厚度方 向)對準(zhǔn)，并且與顆粒62B的電壓施加方向平4于的方向的4斤射率和 塊體62A的折射率幾乎匹配，進入液晶層62的光可以在不使偏光 軸S走轉(zhuǎn)的情況下穿過液晶層62。在這種情況下，在偏光4空制元4牛 61中，在穿過偏光控制元件61時^f又調(diào)整顆粒62B中單體的定向， 并且在反射型偏光元件35中幾乎不存在光損庫毛。因此，入射到與 偏光控制元件61中的白色顯示的〗象素位置相對應(yīng)的部分上的光在 幾乎不被減弱的情況下穿過偏光控制元件61和偏光板20A，并進 入液晶顯示面—反10中的白色顯示的^f象素4立置。結(jié)果，可以抑制白 色顯示中亮度的降低，并且可以獲得與不具有偏光控制元件61的 現(xiàn)有技術(shù)的裝置一樣高的白色顯示中的亮度。
因此，在本實施方式中，在抑制白色顯示中亮度的降低的同時，
可以提高對比度。
此外，在本實施方式中，在照明裝置30中i殳置偏光控制元件 61時，照明裝置30的類型(例如，直下背光型或側(cè)邊緣型)不受到限制。因此，無i侖照明裝置30的類型是什么，老卩可以在抑制白
色顯示中亮度的降低的同時，可以提高對比度。 第一和第二實施方式的變形例
盡管在第一實施方式中偏光控制元件36是簡單矩陣驅(qū)動型的 面板，但是其可以是靜態(tài)驅(qū)動型或TFT驅(qū)動型的面板。在靜態(tài)驅(qū)動 中，逐^象素地在垂直方向上單獨;也形成配線圖案，并且在無需時間 分割的情況下執(zhí)行驅(qū)動。
在第一和第二實施方式中，在偏光板20A是吸收除透射軸之外
在照明裝置30的頂面上(例如，如圖15所示，在偏光才反20A和偏 光控制元件36之間)設(shè)置具有與偏光板20A的透射軸平行的透射 軸的反射型偏光元件39。在這種情況下，優(yōu)選地，反射型偏光元件 39的透射軸與偏光板20A的透射軸平行。在這種情況下，可以減 少被偏光板20A吸收的光的比率，使得增加了光使用效率，并且提 高了正面亮度。
在第二實施方式中，如圖16所示，照明裝置30可以是使用導(dǎo) 光板38的側(cè)邊纟彖型。
在第一和第二實施方式中，已經(jīng)描述了棱鏡片中的凸部34a僅 具有形狀各向異性但是不具有折射率各向異性的情況。棱鏡片34 中的凸部34a可以不僅具有形狀各向異性而且還具有折射率各向異 性。例如，可以凸部34a的延伸方向上的4斤射率小于凸部34a的對 準(zhǔn)方向上的折射率。相反地，可以凸部34a的對準(zhǔn)方向上的折射率 小于凸部34a的延伸方向上的折射率。由于折射率較小的方向與棱 鏡片34的透射軸相對應(yīng)，所以優(yōu)選地，棱鏡片34被設(shè)置為以使棱 鏡片34的透射軸變得與反射型偏光元件35的透射軸平行。在棱鏡片34中的凸部34a具有折射率各向異性的情況下，棱 鏡片34可以根據(jù)偏光狀態(tài)來改變?nèi)肷涞嚼忡R片34上的光的特性。 因此，這種情況等效于為棱鏡片34提供反射型偏光元件35的功能 從而可以不設(shè)置反射型偏光元件35的情況。在第一實施方式中， 在不i殳置反射型偏光元件35的情況下， 一艮據(jù)偏光控制元件36的結(jié) 構(gòu)，偏光板20A的透射軸與棱鏡片34的透射軸平行或與棱鏡片34 的透射軸相交(正交)。
[實施例J
將與第 一 和第二比較例相比較來描述本發(fā)明的第 一 和第二實 施例。第一實施例的顯示裝置對應(yīng)于第一實施方式的顯示裝置1的 具體實施例。在Sony 7>司(Sony Corporation )制造的40英寸'液晶 電禍L才幾"BRAVIA2005" ( BRAVIA是Sony ^>司的注冊商標(biāo))中， 在液晶面板和反射型偏光元件之間的屏幕中心安裝5英寸的TN型 液晶面板作為偏光控制元件。在第一實施例中，將反射型偏光元件 的透射軸、當(dāng)不施加控制信號時偏光控制元件(TN型液晶面—反) 的透射軸以及液晶顯示面板后側(cè)的偏光板的透射軸設(shè)置成彼此平 行。第二實施例的顯示裝置對應(yīng)于第二實施方式的顯示裝置2的具 體實施例。代盧,第一實施例的顯示裝置中的TN型液晶面沖反，安裝 由NSG UMU制造有限7>司(NSG UMU products Co., Ltd.)制造的 "UMU膜"(UMU膜是NSG UMU制造有限公司的注冊商標(biāo))作 為偏光控制元件。第 一 比較例的顯示裝置通過從第 一 實施例的顯示 裝置中去除TN型液晶面纟反來獲得。第二比4交例的顯示裝置通過在 第一實施例的顯示裝置中的TN型液晶面板的兩側(cè)上設(shè)置透射軸摘: 此正交的兩個偏光板來獲得。
第一和第二實施例以及第一和第二比較例的顯示裝置的亮度，
具體地，在整個屏幕中顯示白色時的亮度(白色亮度)和在整個屏 幕中顯示黑色時的亮度(黑色亮度)通過使用由TOPCON公司
29(TOPCON Corporation )制造的分光輻射i普訐義SR-UL1來測量。圖 17中，將通過利用黑色亮度對白色亮度進行標(biāo)準(zhǔn)化所獲得的值表示 為對比度，以及爿尋白色亮度表示為最大亮度。在不向TN型'液晶面 板施加電壓的情況下測量第一實施例中的白色亮度(在這種情況 下，偏光平面由TN型液晶面板旋轉(zhuǎn)90°)。在施加30V的大電壓 Vpp以使入射偏光不旋轉(zhuǎn)90°的狀態(tài)下測量第 一 實施例的黑色亮度。 在以1 kHz的頻率向UMU膜(注冊商標(biāo))施加40 V的電壓Vpp 的狀態(tài)下測量第二實施例的白色亮度。在不向UMU膜(注冊商標(biāo)) 施加電壓的狀態(tài)下測量第二實施例的黑色亮度。
從圖17的第一實施例和第一比4交例的結(jié)果應(yīng)了解，通過設(shè)置 TN型液晶面板作為液晶面板和反射型偏光元件之間的偏光控制元 件并將其驅(qū)動，與不i殳置TN型液晶面4反的情況相比，可以將對比 度提高約3.8倍，并且可以使最大亮度的降低在3%以下。
乂人圖17的第二實施例和第一比4交例的結(jié)果應(yīng)了解，通過i殳置 UMU膜(注冊商標(biāo))作為液晶面板和反射型偏光元件之間的偏光 控制元件并將其驅(qū)動，與不i殳置UMU力莫的情況相比，可以將對比 度提高約兩倍，并且可以使最大亮度的降低在10%以下。
從圖17的第一和第二比較例的結(jié)果應(yīng)了解，通過在TN型液晶 面才反上i殳置透射軸;f皮此正交的兩個偏光纟反，與不i殳置TN型液晶面 板和兩個偏光板的情況相比，可以將對比度纟是高約七倍，而最大亮 度下降約47%。
盡管通過實施方式、變形例和實施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明 并不限于這些實施方式等，而是可以有多種+務(wù)改。
例如，在先前實施方式等中，在照明裝置30中^L置諸如擴散 板32、擴散片33、棱鏡片34、反射型偏光元件35和偏光控制元件36的光學(xué)片。根據(jù)需要，可以設(shè)置其他光學(xué)片。可以不設(shè)置擴散板 32、擴散片33和棱鏡片34。
盡管在先前實施方式等中已經(jīng)描述了在顯示裝置l中i殳置液晶 顯示面板10的情況，但是可以設(shè)置具有與液晶顯示面板10的功能 類似的功能的另一顯示面氺
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，包括顯示面板，具有以矩陣形式設(shè)置的多個像素，所述多個像素基于圖像信號來驅(qū)動；第一偏光板，在所述顯示面板的一個面上；第二偏光板，在所述顯示面板的另一面上；面發(fā)光源，從所述第一偏光板側(cè)照射所述顯示面板；第三偏光板，在所述第一偏光板和所述面發(fā)光源之間；偏光控制元件，在所述第一偏光板和所述第三偏光板之間，并且其透射軸的定向根據(jù)控制信號而發(fā)生改變；以及控制部，輸出控制所述偏光控制元件的所述透射軸的定向的控制信號，以使所述偏光控制元件的透射光的偏光軸在對應(yīng)于黑色顯示的像素位置的部分中被定向為與所述第一偏光板的透射軸交叉的方向，并在對應(yīng)于白色顯示的像素位置的部分中被定向為與所述第一偏光板的透射軸平行的方向。
2. 才艮據(jù)一又利要求1所述的顯示裝置，其中，所述第一偏光4反的透 射軸與所述第三偏光一反的透射軸平4于，以及所述偏光控制元件被配置為使得在不施加所述控制信號 時，所述偏光控制元件的透射光的偏光軸與所述第 一偏光4反的 透射軸平行，而當(dāng)施加所述控制信號時，所述偏光控制元件的 透射光的偏光軸與所述第一偏光板的透射軸相交。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述第一偏光4反的透 射軸與所述第三偏光4反的透射軸相交，以及所述偏光控制元件#1配置為4吏得在不施加所述控制4言號 時，所述偏光控制元件的透射光的偏光軸與所述第 一偏光才反的 透射軸相交，而當(dāng)施加所述控制信號時，所述偏光控制元4牛的 透射光的偏光軸與所述第一偏光4反的透射軸平4亍。
4. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述第三偏光外反是反 射型偏光元件。
5. ^^艮據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述第一偏光才反是反 射型偏光元件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，還包括位于所述第一偏光板 和所述偏光控制元件之間的反射型偏光元件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示裝置，其中，所述反射型偏光元件 的透射軸與所述第一偏光4反的透射軸平4亍。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述偏光控制元件包 括一對透明基板，祐:設(shè)置成4皮此分離以彼此面對； 一對透明電極，被設(shè)置為面向所述一對透明基板的表面；以及液晶層，位于所述一對透明基板之間的間隙中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示裝置，其中，所述一對透明電極中 的至少 一 個具有以寬于所述顯示面板的 <象素間距的間距且以 矩陣形式"i殳置的多個l象素電才及。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述面發(fā)光源是邊緣光型。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述面發(fā)光源是直下 背光型。
12. —種顯示裝置，包括顯示面4反，具有以矩陣形式i殳置的多個〗象素，所述多個 像素基于圖像信號來驅(qū)動；第一偏光4反，在所述顯示面板的一個面上；第二偏光4反，在所述顯示面^反的另一面上；面發(fā)光源，/人所述第一偏光板側(cè)照射所述顯示面4反；第三偏光才反，在所述第一偏光斥反和所述面發(fā)光源之間；偏光控制元件，在所述第一偏光板和所述第三偏光斧反之 間，根據(jù)控制信號來使所述第三偏光板的透射光散射或透射； 以及控制部，輸出控制所述偏光控制元件的控制信號，以使 在對應(yīng)于黑色顯示的像素位置的部分中散射所述第三偏光板 的透射光，而在對應(yīng)于白色顯示的像素位置的部分中透射所述透射光。
13. 4艮據(jù)4又利要求12所述的顯示裝置，其中，所述第一偏光才反的 透射軸與所述第三偏光斧反的透射軸平"f于，以及所述偏光控制元件在不施加所述控制信號時散射所述第 三偏光板的透射光，而在施加所述控制信號時在不改變偏光軸 的情況下透射所述第三偏光^反的透射光。
14. 才艮據(jù)權(quán)利要求12所述的顯示裝置，其中，所述偏光控制元4牛 包括一對透明基板，械二沒置成4皮此分離以;波此面對； 一對透明電極，被設(shè)置為面向所述一對透明基板的表面；以及液晶層，位于所述一對透明基板之間的間隙中， 所述液晶層是包括高聚物和液晶的復(fù)合層，以及 所述復(fù)合層中的液晶部分是顆粒形狀。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的顯示裝置，其中，多個顆粒被配置為 使得當(dāng)不施加所述控制信號時所述顆粒沿所述液晶層的厚度 方向的折射率具有與所述液晶層的厚度方向上的折射率不同 的值，而當(dāng)施加所述控制信號時，所述顆4立沿所述液晶層的厚 度方向的折射率具有與所述液晶層的厚度方向上的所述4斤射 率相同的值。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種顯示裝置，包括顯示面板，具有以矩陣形式設(shè)置的多個像素；第一偏光板；第二偏光板；面發(fā)光源；第三偏光板；以及偏光控制元件，其透射軸的定向根據(jù)控制信號而改變。控制部輸出控制偏光控制元件的透射軸的定向的控制信號，以使偏光控制元件的透射光的偏光軸在對應(yīng)于黑色顯示的像素位置的部分中被定向為與第一偏光板的透射軸相交的方向，并在對應(yīng)于白色顯示的像素位置的部分中被定向為與第一偏光板的透射軸平行的方向。通過本發(fā)明，在抑制白色顯示中亮度降低的同時，可以提高對比度。
文檔編號G02F1/13GK101634773SQ20091016083
公開日2010年1月27日 申請日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月24日
發(fā)明者奧山健太郎, 瀨上正晴 申請人:索尼株式會社