УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СВЕТОВЫМ ПОТОКОМ, БЛОК ПОДСВЕТКИ, ПАНЕЛЬ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ДИСПЛЕЯ И УСТРОЙСТВО ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ДИСПЛЕЯ
LIGHT FLUX CONTROL DEVICE, LIT-UP UNIT, LC DISPLAY PANEL, AND LC DISPLAY

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству управления световым потоком, блоку подсветки, панели жидкокристаллического дисплея и к устройству жидкокристаллического дисплея.
Уровень техники
В наше время был разработан блок 129 подсветки (устройство управления световым потоком), который формируется, как показано на фиг.12A, располагая жидкокристаллический блок "ut", в котором помещается жидкий кристалл 111, диспергированный в полимере (смотрите фиг.12B и 12C), так что он покрывает светонаправляющую пластину 151, которая принимает свет от источника 121 света, чтобы преобразовать принятый свет в планарный свет (смотрите JP-A-H07-311381). В жидкокристаллическом модуле "ut" блока 129 подсветки с описанной выше структурой жидкого кристалла 111, диспергированного в полимере, расположен между прозрачными электродами te1 и te2, как показано на фиг.12B и 12C, каждый из которых является увеличенным представлением фиг.12A.
Напряжение подается между прозрачными электродами te1 и te2, чтобы, таким образом, подать напряжение также на жидкий кристалл 111, диспергированный в полимере. Жидкий кристалл 112 в жидком кристалле 111, диспергированном в полимере, то есть, конкретно, молекулы 113 жидкого кристалла внутри жидкого кристалла 112, как показано на фиг.12B и 12C, ведут себя по-разному в соответствии с приложенными к ним напряжениями (в этом случае на чертежах белые стрелки указывают свет, который входит в жидкокристаллический блок "ut", тогда как черные стрелки указывают свет, который выходит из жидкокристаллического блока "ut").
То есть, как показано на фиг.12B, если приложенное напряжение сравнительно низкое (в том числе в случае нулевого напряжения), линейные молекулы 113 жидкого кристалла ориентируются неодинаково (в случайном порядке) и рассеивают (разбрасывают) свет от светонаправляющей пластины 151. С другой стороны и как показано на фиг.12C, если приложенное напряжение сравнительно высокое, линейные молекулы 113 жидкого кристалла ориентируются одинаково вдоль одного направления (направления электрического поля) и не рассеивают свет от светонаправляющей пластины 151.
Такое поведение света приводит в результате к изменениям светового потока, проходящего через жидкокристаллический блок "ut" и выходящего из него. Конкретно, в случае когда к жидкому кристаллу 111, диспергированному в полимере, прикладывается только сравнительно низкое напряжение, свет, входящий в жидкий кристалл 111, диспергированный в полимере, рассеивается молекулами 113 жидкого кристалла и в результате на панель 139 жидкокристаллического дисплея выходит небольшое количество света (смотрите фиг.12A). С другой стороны, в случае когда к жидкому кристаллу 111, диспергированному в полимере, прикладывается сравнительно высокое напряжение, свет, входящий в жидкий кристалл 111, диспергированный в полимере, проходит без рассеивания молекулами 113 жидкого кристалла и, в результате, к панели 139 жидкокристаллического дисплея выходит большой световой поток.
Это позволяет блоку 129 подсветки изменять яркость света (света подсветки), который выходит из него, не изменяя яркость (световой поток) источника 121 света.
Раскрытие изобретения
Проблемы, которые должны быть решены изобретением
Однако в блоке 129 подсветки, структурированном, как описано выше, свет, излучаемый источником 121 света, должен проходить через светонаправляющую пластину 151 и жидкокристаллический блок "ut". Чем через большее количество элементов проходит свет, тем больший световой поток теряется к тому времени, когда он достигает панели 139 жидкокристаллического дисплея. Таким образом, в блоке 129 подсветки (и, таким образом, в устройстве 149 жидкокристаллического дисплея) свет используется неэффективно.
Настоящее изобретение было сделано, чтобы решить упомянутые выше проблемы, и задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить устройство управления световым потоком (такое как блок подсветки и панель жидкокристаллического дисплея), способное эффективно использовать свет, и электронное устройство (такое как устройство жидкокристаллического дисплея), предусмотренное для работы вместе с ним.
Средство решения задачи
В соответствии с одним вариантом настоящего изобретения устройство управления световым потоком содержит: первую подложку, содержащую первый электрод, к которому прикладывается напряжение; вторую подложку, содержащую второй электрод, к которому прикладывается напряжение; жидкий кристалл, диспергированный в полимере, помещенный между первым электродом и вторым электродом и в котором, в ответ на увеличение приложенного напряжения, молекулы жидкого кристалла становятся одинаково ориентированными вдоль направления электрического поля между первым электродом и вторым электродом; и источник света, который подает свет на жидкий кристалл, диспергированный в полимере, через пространство между первым электродом и вторым электродом.
При такой структуре свет входит в жидкий кристалл, диспергированный в полимере, через пространство между первым и вторым электродами. В результате, если к жидкому кристаллу, диспергированному в полимере, прикладывается сравнительно высокое напряжение и, таким образом, молекулы жидкого кристалла одинаково выстраиваются вдоль направления электрического поля (то есть направления, в котором первый и второй электроды располагаются параллельно друг другу), свет входит в жидкий кристалл, диспергированный в полимере, чтобы быть, по существу, перпендикулярным молекулам жидкого кристалла. Затем большая часть света проходит через молекулы жидкого кристалла, и это затрудняет выход света, например, из первой подложки. С другой стороны, если к жидкому кристаллу, диспергированному в полимере, прикладывается сравнительно низкое напряжение (например, нулевое напряжение) и, таким образом, молекулы жидкого кристалла ориентируются неодинаково, свет рассеивается молекулами жидкого кристалла. Затем рассеянный свет легко может выйти, например, через первую подложку.
Таким образом, такое устройство управления световым потоком позволяет управлять световым потоком, проходящим наружу, в соответствии с уровнем напряжения, приложенным к жидкому кристаллу, диспергированному в полимере. Дополнительно, если такое устройство управления световым потоком выполняется как блок подсветки, интегрированный, например, в устройство жидкокристаллического дисплея, основным элементом, через который свет от источника света проходит, прежде чем он достигнет панели жидкокристаллического дисплея, является один только жидкий кристалл, диспергированный в полимере. Это означает, что главной причиной потери света, идущего от источника света, является исключительно жидкий кристалл, диспергированный в полимере. В результате устройство управления световым потоком, имеющее вышеупомянутую структуру, помогает повысить эффективность использования света (то есть устройство управления световым потоком обеспечивает подачу света наружу при снижении потери света).
В соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, первый электрод или второй электрод содержал множество участков электрода, которые располагались бы плотно на плоскости, и чтобы для множества электродных участков напряжение прикладывалось индивидуально к каждому участку.
Для этой структуры, прикладывая различные напряжения к различным частям электродов, можно прикладывать различные напряжения к различным участкам жидкого кристалла, диспергированного в полимере, каждый из которых контактирует с одной из частей электрода. В результате молекулы жидкого кристалла ориентируются по-разному в различных частях электродов, и, соответственно, различные световые потоки выходят через части, например, первой подложки, наложенной на различные части электродов. То есть выходящий планарный световой поток, выходящий, например, из первой подложки, управляется на основе управления отдельными участками плоскости.
В соответствии с настоящим изобретением предпочтительно, чтобы напряжение, прикладываемое к жидкому кристаллу, диспергированному в полимере, повышалось в направлении источника света.
При такой структуре в жидком кристалле, диспергированном в полимере, молекулы жидкого кристалла, расположенные вблизи источника света, выстраиваются вдоль направления электрического поля и рассеивают лишь небольшое количество света. Это помогает предотвратить выход чрезмерного светового потока из участков жидкого кристалла, диспергированного в полимере, расположенных вблизи источника света. В результате свет, выходящий из устройства управления световым потоком, обладает равномерной яркостью.
В соответствии с настоящим изобретением предпочтительно, чтобы плотность жидкого кристалла по отношению к полимеру в жидком кристалле, диспергированном в полимере, снижалась в направлении источника света.
При такой структуре только небольшое количество жидкого кристалла вводится в участок жидкого кристалла, диспергированного в полимере, расположенный ближе к источнику света, и, таким образом, сравнительно небольшой световой поток рассеивается молекулами жидкого кристалла. Это помогает предотвратить выход чрезмерно большого светового потока из участков жидкого кристалла, диспергированного в полимере, расположенных вблизи источника света, и в результате свет, выходящий из устройства управления световым потоком, обладает равномерной яркостью.
К конкретным примерам устройства управления световым потоком относятся блок подсветки, интегрированный в устройство жидкокристаллического дисплея, панель жидкокристаллического дисплея и т.д. Настоящее изобретение, можно сказать, должно содержать устройство жидкокристаллического дисплея, содержащее: блок подсветки, выполненный, как описанное выше устройство управления световым потоком, и панель жидкокристаллического дисплея, принимающую свет от блока подсветки. Кроме того, можно сказать, что настоящее изобретение должно содержать также устройство жидкокристаллического дисплея, снабженное панелью жидкокристаллического дисплея, имеющей структуру описанного выше устройства управления световым потоком.
Преимущества изобретения
В соответствии с настоящим изобретением свет от источника света перед тем, как будет выведен, проходит, главным образом, только через один жидкий кристалл и не проходит ни через какие другие дополнительные элементы (такие как светонаправляющая пластина). Это помогает снизить потерю света, и, таким образом, устройство управления световым потоком и т.п., соответствующее настоящему изобретению, предпочтительно повышает эффективность использования света.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид в разрезе устройства жидкокристаллического дисплея (вдоль направления сечения, указанного линией A-A', при просмотре с направления, указанного стрелкой на фиг.2).
Фиг.2 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей, схематично показывающий устройство жидкокристаллического дисплея.
Фиг.3 - вид в разрезе, показывающий устройство жидкокристаллического дисплея, содержащего жидкий кристалл, диспергированный в полимере, к которому прикладывается сравнительно высокое напряжение.
Фиг.4 - вид в разрезе, показывающий устройство жидкокристаллического дисплея, содержащего жидкий кристалл, диспергированный в полимере, к которому прикладывается сравнительно низкое напряжение.
Фиг.5 - вид в разрезе, показывающий устройство жидкокристаллического дисплея, содержащего часть жидкого кристалла, диспергированного в полимере, к которой прикладывается сравнительно высокое напряжение, и часть жидкого кристалла, диспергированного в полимере, к которой прикладывается сравнительно низкое напряжение.
Фиг.6 - вид в разрезе, показывающий панель жидкокристаллического дисплея в дополнение к блоку подсветки, показанному на фиг.5.
Фиг.7 - вид в разрезе, показывающий устройство жидкокристаллического дисплея, содержащее первый прозрачный электрод, выполненный в виде пленки.
Фиг.8 - вид в разрезе, показывающий устройство жидкокристаллического дисплея, в котором напряжение, приложенное к одному участку жидкого кристалла, диспергированного в полимере, отличается от напряжения, приложенного к другому участку.
Фиг.9 - вид в разрезе, показывающий устройство жидкокристаллического дисплея, в котором плотность жидкого кристалла в жидком кристалле, диспергированном в полимере, такова, что, чем ближе участок жидкого кристалла, диспергированного в полимере, к светодиоду, тем ниже плотность жидкого кристалла.
Фиг.10 - вид в разрезе, показывающий устройство жидкокристаллического дисплея, использующего жидкокристаллический блок в качестве панели жидкокристаллического дисплея.
Фиг.11 - вид в разрезе, показывающий двухстороннее устройство жидкокристаллического дисплея, использующего жидкокристаллический блок в качестве панели жидкокристаллического дисплея.
Фиг.12A - вид в разрезе, показывающий традиционное устройство жидкокристаллического дисплея.
Фиг.12B - вид в разрезе, показывающий традиционное устройство жидкокристаллического дисплея, содержащего жидкий кристалл, диспергированный в полимере, к которому прикладывается сравнительно низкое напряжение; и
фиг.12C - вид в разрезе, показывающий традиционное устройство жидкокристаллического дисплея, содержащее жидкий кристалл, диспергированный в полимере, к которому прикладывается сравнительно высокое напряжение.
Наилучший вариант осуществления изобретения
(Вариант 1 осуществления)
Здесь далее вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на сопроводительные чертежи. Штриховка, сам элемент, ссылочные позиции для элементов и т.п. на чертеже могут иногда опускаться для простоты описания, и в таком случае следует обращаться к другому чертежу. Черная точка на чертеже указывает направление, перпендикулярное листу, на котором сделан чертеж.
На фиг.1 представлен вид в разрезе устройства 49 жидкокристаллического дисплея, и на фиг.2 представлен вид в перспективе с пространственным разделением деталей, схематично показывающий устройство 49 жидкокристаллического дисплея (вдоль направления сечения, указанного линией A-A', и при просмотре с направления, указанного стрелкой на фиг.2). Как показано на этих чертежах, устройство 49 жидкокристаллического дисплея содержит панель 39 жидкокристаллического дисплея и блок 29 подсветки, который подает свет к панели 39 жидкокристаллического дисплея (в этом случае полагая, что панель 39 жидкокристаллического дисплея и блок 29 подсветки вместе управляют величиной выводимого светового потока, они могут называться устройством управления световым потоком; и устройство 49 жидкокристаллического дисплея, снабженное панелью 39 жидкокристаллического дисплея и блоком 29 подсветки, также может называться устройством управления световым потоком).
Панель 39 жидкокристаллического дисплея использует способ активной матрицы. Таким образом, в панели 39 жидкокристаллического дисплея жидкий кристалл 34 расположен между двумя подложками, а именно подложкой 32 активной матрицы, на которой устанавливаются активные элементы (переключающие элементы), такие как TFT (тонкопленочные транзисторы) 31, и противоположной подложкой 33, которая расположена напротив подложки 32 активной матрицы. Таким образом, подложка 32 активной матрицы и противоположная подложка 33 являются подложками, служащими для удержания между ними жидкого кристалла 34, и подложки изготавливаются из прозрачного стекла или тому подобного.
Уплотнительный элемент SS1 устанавливается на внешних участках подложки 32 активной матрицы и противоположной подложки 33, чтобы герметизировать жидкий кристалл 32, находящийся между подложками. Дополнительно, поляризационные пленки, PL и PL, устанавливаются на подложке 32 активной матрицы 32 и противоположной подложке 33, так чтобы удерживать подложки между ними.
На стороне подложки 32 активной матрицы, которая обращена к противоположной подложке 33, формируются линии GL стробирующего сигнала, линии SL сигнала источника, TFT 31 и пиксельные электроды 35, как показано в фиг.2.
Линия GL стробирующего сигнала является линией для передачи стробирующего сигнала (сигнала сканирования), который управляет состоянием включения/выключения TFT 31, в то время как линия SL сигнала источника является линией для передачи сигнала источника (сигнала изображения), необходимого для показа изображения. Линии GL стробирующего сигнала выстраиваются рядом друг с другом в одном направлении, а линии SL сигнала источника выстраиваются рядом друг с другом в другом направлении. Конкретно, на подложке 32 активной матрицы линии GL стробирующего сигнала, которые выстроены рядом друг с другом, пересекают линии SL сигнала источника, которые выстроены рядом друг с другом, так что линии GL стробирующего сигнала и линии SL сигнала источника образуют матричную структуру. Области, разделенные линиями GL стробирующего сигнала и линиями SL сигнала источника, соответствуют пикселям панели 39 жидкокристаллического дисплея.
В этом случае стробирующий сигнал, передаваемый по линии GL стробирующего сигнала, генерируется задающим устройством строба (не показано), и сигнал источника, передаваемый по линии SL сигнала источника, генерируется задающим устройством источника (не показано).
Транзисторы TFT 31 располагаются по одному в точке пересечения линии GL стробирующего сигнала и линии SL сигнала источника, чтобы управлять состоянием включения/выключения соответствующих пикселей панели 39 жидкокристаллического дисплея (в этом случае для удобства показана только часть транзисторов TFT 31). То есть TFT 31 управляет состоянием включения/выключения пикселя с помощью стробирующего сигнала, который передается по линии GL стробирующего сигнала.
Пиксельные электроды 35, каждый из которых является электродом, соединенным со стоком TFT 31, располагаются соответственно пикселям на взаимно однозначной основе (то есть пиксельные электроды 35 размещаются в виде матрицы по всей подложке 32 активной матрицы). Пиксельные электроды 35 и общий электрод 36, который будет описан позже, содержат между ними жидкий кристалл 34.
Общий электрод 36 и цветовой фильтр 37 формируются на стороне противоположной подложки 33, которая обращена к подложке активной матрицы 32.
Общий электрод 36, в отличие от пиксельных электродов 35, расположен в соответствии с множеством пикселей (то есть общий электрод 36 имеет площадь на противоположной подложке 33, полностью покрывающую множество пикселей). Общий электрод 36 вместе с пиксельными электродами 35 содержит жидкий кристалл 34 между ними. При такой структуре, когда между общим электродом 36 и пиксельными электродами 35 создается разность потенциалов, жидкий кристалл 34 управляет прозрачностью, используя разность потенциалов.
Цветовой фильтр 37 является фильтром, который вставляется между общим электродом и противоположной подложкой 33, чтобы пропускать свет конкретного цвета. Цветовой фильтр формируется, например, из цветовых фильтров 37, каждый из которых пропускает свет красного цвета (R), зеленого цвета (G) или синего цвета (B), которые являются тремя основными цветами света. Цветовые фильтры 37 устанавливаются, например, полосками, треугольниками или квадратами.
В описанной выше панели 39 жидкокристаллического дисплея, когда TFT 31 включается напряжением стробирующего сигнала, которое подается на него по линии GL стробирующего сигнала, напряжение сигнала источника на линии SL сигнала источника подается на пиксельный электрод 35 через исток и сток TFT 31. Затем в соответствии с напряжением сигнала источника напряжение источника сигнала записывается на участке жидкого кристалла 34, который расположен между пиксельным электродом 35 и общим электродом 36, то есть на участке жидкого кристалла 34, соответствующего пикселю. С другой стороны, когда TFT 31 находится в выключенном состоянии, напряжение сигнала источника продолжает поддерживаться жидким кристаллом и конденсатором (не показан).
Далее будет дано описание блока 29 подсветки, который обеспечивает подачу света на жидкокристаллическую панель 39. Блок 29 подсветки размещается так, чтобы быть покрытым панелью 39 жидкокристаллического дисплея, и содержит светодиод (светоизлучающий диод) 21, жидкокристаллический блок UT, отражающую пленку 22, рассеивающую пленку 23 и линзовые пленки 24 и 25.
Светодиод 21 является источником света и содержит множество светодиодов 21, расположенных в ряд. Конкретно, светодиоды 21 располагаются на боковой поверхности жидкокристаллического блока UT, чтобы располагаться в ряд вдоль направления длины боковой поверхности (в этом случае направление, вдоль которого располагаются светодиоды 21, будет упоминаться как направление X). Светодиоды 21 располагаются со светоизлучающими концами, обращенными к жидкокристаллическому блоку UT, так что свет, излучаемый светодиодами 21, входит в жидкокристаллический блок UT.
Жидкокристаллический блок UT расположен таким образом, чтобы принимать свет и преобразовывать принятый свет в планарный свет, и содержит жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере, пропускающую свет подложку PB, уплотнительный элемент SS2 и прозрачный электрод TE.
Жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере, является смесью, сформированной диспергированным жидким кристаллом (капли жидкого кристалла) 12, который присутствует в форме капель в полимере 14 (в данном случае жидкий кристалл 12 в форме капель является фазово разделенным в полимере 14). В жидком кристалле 11, диспергированном в полимере, при приложении напряжения множество линейных (в форме палочек) молекул 13 жидкого кристалла выстраиваются вдоль одного направления. В результате векторы ориентации молекул 13 жидкого кристалла выстраиваются вдоль одного направления. С другой стороны, когда никакое напряжение (никакое электрическое поле) не прикладывается к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере, векторы ориентации молекул 13 жидкого кристалла ориентируются вдоль различных направлений (то есть жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере, изменяет векторы ориентации молекул 13 жидкого кристалла в соответствии с приложенным к нему напряжением).
В этом случае линейные молекулы 13 жидкого кристалла являются прозрачными и каждая из них делает свет, падающий на нее перпендикулярно или, по существу, перпендикулярно относительно ее ориентации (то есть ее вектора ориентации), проходящим без рассеивания. С другой стороны, линейные молекулы 13 жидкого кристалла рассеивают свет, который падает на них, под углом относительно их ориентации в различных направлениях.
Первая, пропускающая свет подложка PB1 и вторая пропускающая свет подложка PB2 содержатся в пропускающей свет подложке PB и являются подложками, изготовленными из такого материала, пропускающего свет, такого как стекло. Первая и вторая пропускающие свет подложки PB1 и PB2 содержат между ними жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере.
Уплотнительный элемент SS2 расположен на периферии пространства между первой и второй пропускающими свет подложками PB1 и PB2, между которыми находится жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере, чтобы герметизировать пространство. То есть уплотнительный элемент SS2 герметизирует жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере, в пространстве между первой и второй пропускающими свет подложками PB1 и PB2, которые обращены друг к другу. В этом случае, хотя никакого ограничения для материала уплотнительного элемента SS2 не существует, предпочтительно, чтобы он изготавливался из прозрачного материала. Причина состоит в том, что уплотнительный элемент SS2 расположен на боковых поверхностях жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, и свет падает на уплотнительный элемент SS2.
Первый прозрачный электрод TE1 и второй прозрачный электрод TE2, которые содержатся в прозрачном электроде TE, являются пропускающими свет электродами, изготовленными из ITO (покрытый оловом оксид индия) или т.п., и позволяют прикладывать напряжение к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере. Чтобы достигнуть этого, первый прозрачный электрод TE1 устанавливается на поверхность первой пропускающей свет подложки (первой подложки) PB1, которая обращена к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере, тогда как второй прозрачный электрод TE2 устанавливается на поверхности второй пропускающей свет подложки (второй подложки) PB2, которая обращена к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере, и прозрачные электроды TE1 и TE2 обращены друг к другу.
То есть первый прозрачный электрод TE1 и второй прозрачный электрод TE2 находятся в контакте с жидким кристаллом 11, диспергированным в полимере, чтобы он удерживался между ними (таким образом, жидкий кристалл, диспергированный в полимере, имеет слоеную структуру и может также называться слоем 11 жидкого кристалла, диспергированного в полимере).
Первый прозрачный электрод (первый электрод) TE1 содержит множество частей EP1 первого прозрачного электрода, каждый из которых изготовлен тонким, и части EP1 первого прозрачного электрода располагаются плотно друг к другу. Аналогично второй прозрачный электрод (второй электрод) TE2 содержит множество частей EP2 второго прозрачного электрода, каждый из которых изготавливается тонким, и части EP2 второго прозрачного электрода располагаются плотно друг к другу. Части ЕР1 первого прозрачного электрода и части EP2 второго прозрачного электрода соответствуют пикселям панели 39 жидкокристаллического дисплея на взаимно однозначной основе (то есть часть EP1 первого прозрачного электрода накладывается на часть ЕР2 второго прозрачного электрода и дополнительно пиксель накладывается на часть ЕР1 первого прозрачного электрода).
Таким образом, если пиксели располагаются в виде матрицы, близко расположенные друг к другу части ЕР1 и ЕР2 первого и второго прозрачных электродов также располагаются в виде матрицы (в этом случае часть ЕР1 первого прозрачного электрода и часть ЕР2 второго прозрачного электрода, которые обращены друг к другу как набор, который будет также упоминаться как набор ST частей электродов).
В описанном выше жидкокристаллическом блоке UT свет от светодиодов 21 подается на жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере, через пространство между первыми и вторыми прозрачными электродами TE1 и TE2. Свет, входящий в жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере, выходит как планарный свет из жидкокристаллического блока UT (конкретно, из первой пропускающей свет подложки PB1), и описание того, как ведет себя свет, будет приведено позже подробно.
Отражающая пленка 22 покрывается второй пропускающей свет подложкой PB2 в жидкокристаллическом блоке UT. В отражающей пленке 22 ее поверхность, которая обращена ко второй пропускающей свет подложке PB2, является отражающей поверхностью. Таким образом, отражающая поверхность отражает свет, проходящий через вторую, пропускающую свет подложку PB2, и определяет просачивание жидкокристаллического блока UT, чтобы, таким образом, заставить свет проходить обратно в жидкокристаллический блок UT.
Рассеивающая пленка 23 покрывает первую пропускающую свет подложку PB1 в жидкокристаллическом блоке UT и рассеивает свет (планарный свет), который выводится из жидкокристаллического блока UT, чтобы подавать свет по всей панели 49 жидкокристаллического дисплея (в этом случае рассеивающая пленка 23 и линзовые пленки 24 и 25 будут все вместе упоминаться также как группа 26 оптических пленок).
Линзовые пленки 24 и 25, каждая из которых содержит сформированный в виде призмы участок внутри своей пленочной поверхности, являются оптическими пленками, расположенными так, чтобы сделать свет более направленным, и они размещаются так, чтобы покрывать диффузионную пленку 23. Оптические пленки 24 и 25 собирают свет, поступающий от рассеивающей пленки 23, чтобы увеличить яркость на единицу площади. Следует заметить, что направление, в котором отклоняется свет, собранный оптической пленкой 24, и направление, в котором отклоняется свет, собранный оптической пленкой 25, пересекают друг друга.
В этом случае в блоке 29 подсветки отражающая пленка 22, жидкокристаллический блок UT, рассеивающая пленка 23, линзовая пленка 24 и линзовая пленка 25 накладываются друг на друга в перечисленном порядке. Здесь направление наложения будет упоминаться как направление Y. Дополнительно, направление, которое пересекает направление Y, и направление X, которое является направлением установки светодиодов 21, будет упоминаться как направление Z (направления X, Y, и Z могут быть перпендикулярны друг другу).
В устройстве 69 жидкокристаллического дисплея, снабженного описанным выше блоком 29 подсветки и панелью 39 жидкокристаллического дисплея, свет от светодиодов 21 выводится через жидкокристаллический блок UT и выходящий свет проходит через группу 26 оптических пленок для выхода в качестве света (света подсветки) с повышенной яркостью излучаемого света. Свет подсветки достигает панели 39 жидкокристаллического дисплея, на которой изображение отображается, используя свет подсветки.
Теперь, со ссылкой на виды в разрезе, показанные на фиг.3-9, будет приведено подробное описание света, который выходит из жидкокристаллического блока UT. Конкретно, будет дано описание того, как различие в уровне напряжения, которое прикладывается к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере, влияет на путь, который проходит свет после попадания в жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере.
В этом случае на этих чертежах напряжение, являющееся сравнительно высоким, иногда будет обозначаться как "Hi", а напряжение, являющееся сравнительно низким (в том числе, нулевое напряжение), будет иногда обозначаться как "Lo". На этих чертежах, в случае необходимости, наборы ST частей электродов для удобства использования будут обозначаться с цифрами элемента, так что тот набор, который расположен ближе всех к светодиодам 21, обозначается ST1, тот набор, который является вторым самым близким к светодиодам 21, обозначается ST2, и тот, который расположен третьим самым близким к светодиодам 21, обозначается ST3. Кроме того, на фиг.6 участок жидкого кристалла 34 панели 39 жидкокристаллического дисплея, имеющий сравнительно высокую прозрачность, обозначается как "Li", и участок, имеющий сравнительно низкую прозрачность, обозначается как "Da".
Например, как показано на фиг.3, когда к противоположным прозрачным электродам TE1 и TE2 прикладывается сравнительно большое напряжение, чтобы создать большую разность потенциалов между первым прозрачным электродом TE1 и вторым прозрачным электродом TE2, сравнительно большое напряжение Hi соответственно прикладывается к участку жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, расположенному между прозрачными электродами TE1 и TE2, и молекулы 13 жидкого кристалла ориентируются вдоль одного направления в соответствии с увеличением напряжения, приложенного к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере.
Конкретно, чем выше напряжение, приложенное к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере (то есть в пропорции к напряжению, приложенному к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере), тем больше молекул 13 жидкого кристалла ориентируются вдоль направления электрического поля, создаваемого в жидком кристалле 11, диспергированном в полимере. Таким образом, молекулы 13 жидкого кристалла выстраиваются вдоль направления электрического поля, которое является направлением от первого прозрачного электрода TE1 ко второму прозрачному электроду TE2, направлением (тем же самым, что и направление Y), в котором первый прозрачный электрод TE1 и второй прозрачный электрод TE2 располагаются параллельно друг другу.
Свет (смотрите контурную стрелку) от светодиодов 21 входит в описанный выше жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере, с его боковой поверхности, то есть через пространство между первым и вторым прозрачными электродами TE1 и TE2. Затем свет падает, главным образом, на молекулы 13 жидкого кристалла, которые одинаково ориентируются вдоль направления электрического поля, по существу, перпендикулярного по отношению к молекулам 13 жидкого кристалла, чтобы дополнительно проходить через жидкокристаллические молекулы 13, и в результате свет проходит, в основном, без какого-либо рассеивания (смотрите стрелки, выполненные сплошной линией).
Если свет от светодиодов 21 не рассеивается, выход большого светового потока из первой пропускающей свет подложки PB1 прекращается (и соответственно, выход большого светового потока из второй прозрачной подложки PB2 к рассеивающей пленке 22 также прекращается). Таким образом, из первой пропускающей свет подложки PB1 выводится только небольшой световой поток, достигающий рассеивающей пленки 23 (смотрите черную стрелку).
С другой стороны, как показано на фиг.4, если никакое напряжение, или сравнительно низкое напряжение, которое почти такое же низкое, как нулевое напряжение, не прикладывается к прозрачным электродам TE1 и TE2, расположенным напротив друг друга, и, соответственно, только малая разность потенциалов создается между первым прозрачным электродом TE1 и вторым прозрачным электродом TE2, то тогда только сравнительно низкое напряжение Lo прикладывается к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере, расположенному между прозрачными электродами TE1 и TE2, и в соответствии с приложенным напряжением (которое возможно может быть нулевым напряжением) молекулы 13 жидкого кристалла ориентируются не одинаково, а беспорядочно (в случайном порядке).
Когда свет от светодиодов 21 (смотрите контурную стрелку) входит в жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере, с боковой поверхности, большая часть света наклонно падает на случайным образом выстроенные молекулы 13 жидкого кристалла, чтобы рассеяться (смотрите стрелки, выполненные сплошной линией). Затем в результате рассеивания света большой световой поток (смотрите черную стрелку) выводится наружу из первой пропускающей свет подложки РВ1. Таким образом, сравнительно большой световой поток доходит от первой пропускающей свет подложки PB1 до рассеивающей пленки 23.
В этом случае часть света, рассеянного молекулами 13 жидкого кристалла, выходит из второй пропускающей свет подложки PB2 к отражающей пленке 22 для отражения, но, будучи отраженной таким образом отражающей пленкой 22, часть света возвращается к жидкокристаллическому блоку UT через вторую пропускающую свет подложку PB2, проходит через первую пропускающую свет подложку PB1 и подходит к рассеивающей пленке 23.
В свете описанного выше можно сказать следующее: во-первых, блок 29 подсветки обеспечивает подачу света на жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере, в котором молекулы 13 жидкого кристалла ориентируются вдоль направления электрического поля в ответ на увеличение приложенного напряжения при сравнительно высоком отношении. В частности, блок 29 подсветки делает прохождение света, по существу, перпендикулярным к направлению электрического поля.
Затем, когда к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере, прикладывается сравнительно высокое напряжение, свет, входящий в жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере, не рассеивается одинаково ориентированными молекулами 13 жидкого кристалла, и это снижает вероятность выхода света наружу. С другой стороны, если никакое напряжение или сравнительно низкое напряжение не прикладывается к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере, свет, входящий в жидкий кристалл, диспергированный в полимере, рассеивается случайным образом выстроенными молекулами 13 жидкого кристалла, и это увеличивает вероятность выхода света наружу. Таким образом, отличающийся этим блок 29 подсветки позволяет управлять световым потоком, выходящим наружу из жидкокристаллического блока UT, соответственно уровню напряжения, приложенному к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере.
Дополнительно, элементами, через которые проходит свет от светодиодов 21, чтобы достигнуть панели 39 жидкокристаллического дисплея, являются жидкокристаллический блок UT и группа 26 оптических пленок, и, таким образом, свет не должен проходить через светонаправляющую пластину (жидкокристаллический блок UT является главным элементом, через который проходит свет). Это помогает уменьшить потерю светового потока от светодиодов 21 к тому времени, когда свет достигает панели 39 жидкокристаллического дисплея (короче говоря, потери света снижаются соответственно снижению количества элементов, через которые проходит свет). В результате отличающийся тем самым блок 29 подсветки и также устройство 49 жидкокристаллического дисплея помогают повысить эффективность использования света.
Кроме того, в блоке 29 подсветки, как описано выше, свет от жидкокристаллического блока UT проходит через группу 26 оптических пленок после того, как световой поток будет отрегулирован до требуемого светового потока. В результате соответственно выполняется рассеивание света, и яркость на группе 26 оптических пленок соответственно повышается.
Например, не возникает никакая ситуация, в которой свет чрезмерно рассеивается рассеивающей пленкой 23, или не возникает никакая ситуация, в которой свет собирается линзовыми пленками 24 и 25 настолько недостаточно, что это приводит к недостаточной яркости. То есть регулировка светового потока, идущего от жидкокристаллического блока UT, позволяет достигнуть соответствующего и эффективного использования света в блоке 29 подсветки.
Дополнительно, так как блок 29 подсветки содержит множество наборов ST частей электродов, каждый из которых содержит часть EP1 первого прозрачного электрода и часть EP2 второго прозрачного электрода, обращенные друг к другу, если к разным наборам ST частей электродов прикладываются различные напряжения, световой поток, соответственно, по-разному выходит от разных участков поверхности первой пропускающей свет подложки PB1 в жидкокристаллическом блоке UT, которые соответствуют различным наборам ST частей электродов. Таким образом, как показано на фиг.3 и 4, нет необходимости, чтобы все напряжения, приложенные к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере, расположенному между всеми наборами ST частей электродов, были одинаковыми.
Например, в случае когда набор ST частей электродов устанавливается в виде матрицы, к соседствующим наборам ST частей электродов могут прикладываться различные напряжения. То есть в жидком кристалле 11, диспергированном в полимере, который, когда имеет вид матрицы в соответствии с наборами ST частей электродов, к части таким образом разделенного жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, и к другой части таким образом разделенного жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, могут быть приложены напряжения, отличающиеся друг от друга.
Например, предположим, что, как показано на фиг.5 в отношении двух соседних наборов ST частей электродов, сравнительно высокое напряжение прикладывается к одному набору из числа наборов ST частей электродов и сравнительно низкое напряжение прикладывается к другому набору из числа наборов ST частей электродов (например, приблизительно нулевое напряжение). В частности, предположим, что сравнительно высокое напряжение прикладывается к набору ST1 частей электродов, который расположен ближе всего к светодиодам 21. Тогда свет от светодиодов 21 сначала достигает участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между набором ST1 частей электродов, к которому прикладывается сравнительно высокое напряжение (смотрите контурную стрелку).
На этом участке жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, молекулы 13 жидкого кристалла ориентируются вдоль направления электрического поля, создаваемого между первым прозрачным электродом TE1 и вторым прозрачным электродом TE2. Таким образом, большая часть света, который достигает жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, падает приблизительно перпендикулярно и далее проходит через линейные молекулы 13 жидкого кристалла; таким образом, свет не имеет сильного рассеивания и проходит к участку жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между набором ST2 частей электродов (смотрите стрелки, выполненные сплошной линией). В результате наружу из участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, расположенного между набором ST1 частей электродов, через первую пропускающую свет подложку PB1 (смотрите черную стрелку) выходит сравнительно небольшой световой поток.
С другой стороны, напряжение, приложенное к набору ST2 частей электродов, ниже, чем напряжение, приложенное к первому набору ST1 частей электродов. Таким образом, на участке жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между набором ST2 частей электродов, линейные молекулы 13 жидкого кристалла ориентируются в случайном порядке. В этом состоянии большая часть света, который достигает участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, расположенного между набором ST2 частей электродов, падает под наклоном на линейные молекулы 13 жидкого кристалла, чтобы отражаться и, тем самым, рассеиваться (смотрите стрелки, выполненные сплошной линией). В результате сравнительно большой световой поток выводится наружу из участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, расположенного между набором ST2 частей электродов, через первую пропускающую свет подложку PB1 (смотрите черную стрелку).
В этом случае часть света, проходя от участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между набором ST2 частей электродов, достигает участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между набором ST3 частей электродов. Такой свет также выводится наружу через первую пропускающую свет подложку PB1 в зависимости от напряжения, приложенного к набору ST3 частей электродов, между которыми расположен участок жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, которого достигает свет.
То есть, как показано в фиг.5, если напряжение, приложенное к набору ST частей электродов, является сравнительно высоким напряжением, то выводится только небольшой световой поток (смотрите черную стрелку), и большая часть света (смотрите стрелки, выполненные сплошной линией) проходит к участку жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между набором ST частей электродов, расположенным по соседству с набором ST3 частей электродов (набор ST частей электродов расположен по соседству с набором ST3 частей электродов и, дополнительно, дальше от светодиодов 21, чем расположен набор ST3 частей электродов).
В свете описанного выше в блоке 29 подсветки, содержащем жидкокристаллический блок UT, имеющий множество наборов ST частей электродов, которые плотно установлены на плоскости, если разные напряжения прикладываются к разным наборам ST частей электродов, световой поток соответственно выводится различным из различных участков поверхности первой пропускающей свет подложки PB1, которые соответствуют различным наборам ST частей электродов. То есть световой поток планарного света, выведенный из блока 29 подсветки, управляется поочередно участками плоскости (то есть блок 29 подсветки выполняется как так называемый блок подсветки с управляемыми зонами).
Таким образом, в устройстве 49 жидкокристаллического дисплея, содержащем структурированный таким образом блок 29 подсветки, можно управлять яркостью на основе последовательного управления пикселями (участок за участком) не только в панели 39 жидкокристаллического дисплея, но также и в блоке 29 подсветки.
Например, как показано на фиг.6, в жидком кристалле 34 панели 39 жидкокристаллического дисплея предпочтительно, чтобы сравнительно малый световой поток подсветки достигал участка Da, имеющего сравнительно низкую прозрачность, в то время как сравнительно большой световой поток подсветки достигает участка Li, имеющего сравнительно высокую прозрачность. Это облегчает управление яркостью, снижая потерю света.
Таким образом, по сравнению со случаем, в котором управление яркостью выполняется только на панели 39 жидкокристаллического дисплея, устройство 49 жидкокристаллического дисплея с описанными выше признаками способно выполнять управление яркостью с более высоким качеством (например, способно реализовывать улучшенный коэффициент контрастности) и, таким образом, обеспечивать более высококачественные изображения, обладающие более высокой видимостью.
В приведенных выше описаниях первый прозрачный электрод TE1 формируется из плотно расположенных частей EP1 первого прозрачного электрода и второй прозрачный электрод TE2 формируется из плотно расположенных частей EP2 второго прозрачного электрода. То есть прозрачные электроды TE1 и TE2 формируются из плотно расположенных частей EP1 и EP2 прозрачных электродов, соответственно. Это, однако, не означает ограничения.
Например, структура может быть такой, что из множества частей ЕР прозрачного электрода формируется только первый прозрачный электрод TE1 или второй прозрачный электрод TE2. Конкретно, как показано на фиг.7, второй прозрачный электрод TE2, сформированный из множества плотно расположенных частей ЕР2 второго прозрачного электрода, и первый прозрачный электрод TE1, сформированный в виде пленочного электрода, могут быть обращены друг к другу.
При такой структуре также части ЕР2 второго прозрачного электрода и участки первого прозрачного электрода TE1, каждый из которых обращен к соответствующим частям ЕР2 второго прозрачного электрода, образуют наборы ST частей электродов, чтобы удерживать жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере, между ними для приложения напряжений к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере. Кроме того, в зависимости от напряжений, приложенных к различным частям EP2 второго прозрачного электрода, различные напряжения прикладываются к различным участкам жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере (короче говоря, в результате того, что различные напряжения прикладываются к различным частям ЕР2 второго прозрачного электрода, различные напряжения прикладываются к различным участкам жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, которые находятся в контакте с различными участками других частей ЕР2 второго прозрачного электрода).
То есть блок 29 подсветки, содержащий жидкокристаллический блок UT, в который входят эти наборы ST частей электродов, является также блоком 29 подсветки с управлением участками. Короче говоря, в жидкокристаллическом блоке UT блок 29 подсветки является блоком 29 подсветки с управляемыми зонами, пока он выполняется так, что, по меньшей мере, первый или второй прозрачные электроды TE1 и TE2 формируются из множества частей EP электродов, которые плотно расположены в плоскости, и на каждую из множества частей EP электродов напряжение подается индивидуально.
В этом случае, когда светодиоды 21 обеспечивают подачу света к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере, через его боковую поверхность, то чем ближе участок жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, к светодиодам 21, тем больший световой поток принимается участком. В результате, чем ближе участок жидкокристаллического блока UT к светодиодам 21, тем больший световой поток выходит из участка. С другой стороны, световой поток, выходящий из участка жидкокристаллического блока UT, находящего вдали от светодиодов 21, имеет тенденцию быть малым. То есть с помощью способа (способа засветки по краям), при котором свет падает на боковую поверхность жидкокристаллического блока UT, блок 29 подсветки определяет вывод света с его неравномерностью яркости (неравномерностью светового потока).
Для предотвращения такой неравномерности яркости предпочтительно, чтобы, как показано на фиг.8, напряжение, приложенное к одному участку жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, отличалось от напряжения, приложенного к другому участку. Конкретно, предполагая, что напряжения, приложенные к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере, наборами ST1-ST3 частей электродов, равны Hi1-Hi3, зависимость между значениями определяется как Hi1>Hi2>Hi3.
Затем сравнительно высокое напряжение Hi1 прикладывается к участку жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между набором ST1 частей электродов, находящимся ближе всего к светодиодам 21. В результате на этом участке жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, большинство линейных молекул 13 жидкого кристалла ориентируются вдоль направления электрического поля.
В этом состоянии сравнительно большой световой поток падает приблизительно перпендикулярно, проходит через молекулы 13 жидкого кристалла и затем к участку жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между набором ST2 частей электродов (смотрите стрелки, выполненные сплошной линией). В результате только небольшой световой поток рассеивается на участке жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между набором ST1 частей электродов (смотрите стрелки, выполненные сплошной линией). Таким образом, на участке жидкокристаллического блока UT, который соответствует набору ST1 частей электродов, предотвращается выход чрезмерного светового потока (смотрите черную стрелку).
С другой стороны, свет, который не был рассеян на участке жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, расположенном между набором ST1 частей электродов, проходит в направлении участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, расположенного между набором ST2 частей электродов. При этом напряжение Hi2, приложенное к этому участку жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, ниже, чем напряжение Hi1.
В результате на участке жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между набором ST2 частей электродов, менее вероятно, что молекулы 13 жидкого кристалла будут ориентированы вдоль направления электрического поля по сравнению с участком жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между набором ST1 частей электродов. Соответственно, на участке жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между набором ST2 частей электродов, более вероятно, что свет будет рассеян (смотрите стрелки, выполненные сплошной линией), по сравнению с участком жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между набором ST1 частей электродов.
Однако световой поток, входящий на участок жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между набором ST2 частей электродов, меньше, чем световой поток, входящий на участок жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST1. В результате, даже при том, что более вероятно, что свет должен быть рассеян на участке жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST2, чем на участке жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST1, световой поток, выходящий из участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST2, и световой поток, выходящий из участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST1, вероятно, должны быть одного порядка (смотрите черные стрелки).
То же самое явление, наблюдавшееся в отношении участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST2, и участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST1, также наблюдается в отношении участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST2, и участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST3.
То есть свет, который не был рассеян на участке жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST2, проходит в направлении участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST3. Затем свет рассеивается молекулами 13 жидкого кристалла участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, к которому прикладывается напряжение Hi3, которое ниже, чем напряжение Hi2, и затем свет выходит наружу.
Однако световой поток, входящий на участок жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST3, меньше, чем световой поток, входящий на участок жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST2, и, таким образом, световой поток, выходящий из этого участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, не является чрезмерно большим (смотрите черную стрелку). В результате световой поток, выходящий из участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST3, вероятно, будет иметь тот же порядок, что и световой поток, который выводится из участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, 11, который расположен между частями электродов набора ST2.
В свете сказанного выше, если напряжение, приложенное к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере, повышается при приближении к светодиодам 21, световой поток, который рассеивается молекулами 13 жидкого кристалла, снижается. С другой стороны, чем выше напряжение, приложенное к участку жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, по которому проходит свет от светодиодов 21, тем больший световой поток, который проходит в жидком кристалле 11, диспергированном в полимере, вероятно, должен проходить от светодиодов 21.
Таким образом, в блоке 29 подсветки, имеющем жидкокристаллический блок UT, содержащий жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере, обладающий признаками, описанными выше, световой поток, выходящий из участка жидкокристаллического блока UT, находящегося близко к светодиодам 21, не увеличивается до излишнего, и, в результате, свет подсветки не обладает неравномерностью яркости (само собой разумеется, если свет подсветки не содержит неравномерности яркости, изображение, отображаемое на жидкокристаллической панели 39, также не содержит неравномерности яркости).
Способ предотвращения неравномерности яркости не ограничивается неравномерным приложением напряжения к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере. Например, неравномерность яркости может быть предотвращена, управляя плотностью жидкого кристалла 12 в полимере 14.
То есть плотность жидкого кристалла 12 неравномерна (в этом случае плотность жидкого кристалла 12 устанавливается при первоначальной регулировке материала). Конкретно, как показано на фиг.9, плотность жидкого кристалла 12 устанавливается таким образом, что, чем ближе участок жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, к светодиодам 21, тем ниже плотность жидкого кристалла 12, содержащегося в участке (другими словами, чем дальше участок жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, от светодиодов 21, тем выше плотность жидкого кристалла 12, содержащегося в участке).
Из участков жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, расположенных между частями электродов наборов ST1-ST3, к которым прикладываются сравнительно низкие напряжения, участок, который расположен между частями электродов набора ST1, который находится ближе всех к светодиодам 21, имеет самую низкую плотность жидкого кристалла 12, и, таким образом, световой поток, рассеиваемый молекулами 13 жидкого кристалла, является сравнительно малым (смотрите стрелки, выполненные сплошной линией). Это препятствует чрезмерному выходу светового потока из участка жидкокристаллического блока UT, соответствующего частям электродов набора ST1 (смотрите черную стрелку).
С другой стороны, свет, который не был рассеян на участке жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST1, проходит в направлении участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST2. Плотность жидкого кристалла 12 на этом участке жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, более высокая, чем плотность на участке жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST1. Таким образом, свет, наиболее вероятно, должен рассеиваться на участке жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST2, чем на участке жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, расположенного между частями электродов набора ST1 (смотрите стрелки, выполненные сплошной линией).
Однако световой поток, входящий на участок жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST2, меньше, чем световой поток, входящий на участок жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST1. Таким образом, даже при том, что то, что участок жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST2, должен рассеивать свет, более вероятно, чем то, что участок жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST1, световой поток, выходящий из участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST2, вероятно, будет иметь тот же самый порядок, что и световой поток, который выходит из участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST1 (смотрите черную стрелку).
То же самое явление, которое наблюдалось в отношении участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST2, и участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST1, также наблюдается в отношении участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST2, и участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST3.
То есть свет, который не был рассеян на участке жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST2, проходит к участку жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST3, где свет рассеивается плотным жидким кристаллом 12 (жидкий кристалл 12 имеет плотность, которая выше, чем плотность жидкого кристалла 12 на участке жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST2), чтобы выйти наружу.
Однако световой поток, который входит в участок жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST3, меньше, чем световой поток, который входит в участок жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST2, и, таким образом, световой поток, выходящий из этого участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, не является чрезмерно большим (смотрите черную стрелку). В результате световой поток, который выходит из участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST3, вероятно, будет иметь тот же самый порядок, что и световой поток, который выходит из участка жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, который расположен между частями электродов набора ST2.
В свете сказанного выше, если плотность жидкого кристалла 12 относительно полимера 14 в жидком кристалле 11, диспергированном в полимере, снижается в направлении к светодиодам 21, световой поток, который рассеивается молекулами 13 жидкого кристалла, уменьшается. С другой стороны, чем ниже плотность жидкого кристалла 12, тем больше света, проходящего в жидком кристалле 11, диспергированном в полимере, вероятно, должно проходить от светодиодов 21.
Таким образом, в блоке 29 подсветки, содержащем жидкокристаллический блок UT, в котором содержится описанный выше жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере, как в случае, в котором напряжения, приложенные к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере, не одинаковы, световой поток, выходящий из участка жидкокристаллического блока UT, который находится близко к светодиодам 21, не увеличивается чрезмерно, и в результате свет подсветки является равномерно ярким.
В этом случае блок 29 подсветки, использующий как управление плотностью жидкого кристалла 12 относительно полимера 14, так и управление напряжением, приложенным к частям электродов наборов ST, также способен препятствовать появлению неравномерности яркости света подсветки.
(Вариант 2 осуществления)
Теперь будет описан вариант 2 осуществления. Здесь такие элементы, которые функционируют подобно их эквивалентам в варианте 1 осуществления, указываются общими ссылочными позициями, и никакое их описание повторяться не будет.
Вариант 1 осуществления адаптирует жидкокристаллический блок UT как элемент, который направляет свет от светодиодов 21 в блоке 29 подсветки. Возможно использовать жидкокристаллический блок UT также в качестве панели 39 жидкокристаллического дисплея в устройстве 49 жидкокристаллического дисплея.
Примером такого устройства 49 жидкокристаллического дисплея является устройство, которое использует жидкокристаллический блок UT в качестве панели 39 жидкокристаллического дисплея, как показано на виде в разрезе на фиг.10. Как показано на фиг.10, устройство 49 жидкокристаллического дисплея содержит жидкокристаллический блок UT как панель 39 жидкокристаллического дисплея, светодиоды 21, отражающую пленку 22 и группу 26 оптических пленок.
Подобно панели 39 жидкокристаллического дисплея, описанной в варианте 1 осуществления, жидкокристаллический блок UT также применяет способ активной матрицы. Таким образом, в жидкокристаллическом блоке UT вторая пропускающая свет подложка PB2, на которой установлены активные элементы, такие как TFT (не показаны на фиг.10), и первая пропускающая свет подложка PB1 устанавливаются обращенными друг к другу, чтобы удерживать между ними жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере.
На стороне второй пропускающей свет подложки PB2, которая обращена к первой пропускающей свет подложке PB1, находятся сформированные линии стробирующего сигнала и линии сигнала источника (те и другие не показаны на фиг.10), которые соединяются с TFT, и дополнительно формируется второй прозрачный электрод TE2. Кроме того, подобно варианту 1 осуществления, области, разделенные линиями стробирующего сигнала и линиями сигнала источника, соответствуют пикселям панели 39 жидкокристаллического дисплея, и TFT располагаются по одному в точке пересечения линии стробирующего сигнала и линии сигнала источника, чтобы управлять состоянием включения/выключения соответствующего из пикселей панели 39 жидкокристаллического дисплея.
Второй прозрачный электрод TE2 содержит множество частей EP2 второго прозрачного электрода. Каждая из частей EP2 второго прозрачного электрода является электродом, соединенным со стоком соответствующего TFT, и располагается соответственно пикселям на взаимно однозначной основе (то есть части ЕР2 второго прозрачного электрода располагаются в виде матрицы по всей второй пропускающей свет подложке PB2). Второй прозрачный электрод TE2, сформированный из плотно установленных частей ЕР2 второго прозрачного электрода, и первый прозрачный электрод TE1 первой пропускающей свет подложки PB1 содержат между собой жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере.
На стороне первой пропускающей свет подложки PB1, которая обращена ко второй пропускающей свет подложке PB2, формируются первый прозрачный электрод TE1 и цветовой фильтр 37.
Подобно второму прозрачному электроду TE2, первый прозрачный электрод TE1 содержит множество частей ЕР1 первого прозрачного электрода, и части ЕР1 первого прозрачного электрода располагаются соответственно пикселям на взаимно однозначной основе. Таким образом, части EP1 первого прозрачного электрода устанавливаются в виде матрицы по всей первой пропускающей свет подложке PB1.
Первый прозрачный электрод TE1, сформированный из плотно расположенных частей ЕР1 первого прозрачного электрода, и второй прозрачный электрод TE2 второй пропускающей свет подложки PB2 содержат между собой жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере (короче говоря, часть ЕР1 первого прозрачного электрода накладывается на часть ЕР2 второго прозрачного электрода и часть ЕР2 второго прозрачного электрода и часть ЕР1 первого прозрачного электрода, которые обращены друг к другу, соответствуют пикселю). В результате, когда между первым прозрачным электродом TE1 и вторым прозрачным электродом TE2 создается разность потенциалов, используя разность потенциалов (приложенное напряжение), управляют ориентацией молекул 13 жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере.
Цветовой фильтр 37 является фильтром, который вставляется между первым прозрачным электродом TE1 и первой пропускающей свет подложкой PB1, чтобы пропускать свет конкретного цвета. Подобно варианту 1 осуществления, цветовой фильтр 37 формируется, например, из цветовых фильтров 37, каждый из которых пропускает свет красного цвета (R), зеленого цвета (G) или синего цвета (B), являющиеся тремя основными цветами света.
В описанном выше жидкокристаллическом модуле UT, когда TFT включается напряжением стробирующего сигнала, поданным на него по линии стробирующего сигнала, напряжение сигнала источника по линии сигнала источника подается на второй прозрачный электрод TE2 через исток и сток TFT. Затем, в соответствии с напряжением источника сигнала, напряжение источника сигнала записывается на часть жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, которая расположена между вторым прозрачным электродом TE2 и первым прозрачным электродом TE1, то есть на часть жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, которая соответствует пикселю. С другой стороны, когда TFT находится в выключенном состоянии, напряжение источника сигнала продолжает поддерживаться жидким кристаллом 11, диспергированным в полимере, и конденсатором (не показан).
Светодиоды 21 обращены к боковой поверхности описанного выше жидкокристаллического блока UT и обеспечивают подачу света на жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере, через пространство между первой пропускающей свет подложкой РВ1 и второй пропускающей свет подложкой PB2.
Отражающая пленка 22 расположена так, чтобы быть покрытой второй прозрачной подложкой PB2 в жидкокристаллическом блоке UT. И, подобно варианту 1 осуществления, отражающая поверхность отражает свет, который проходит через вторую пропускающую свет подложку PB2, и определяет просачивание жидкокристаллического блока UT, возвращая, таким образом, путь прохождения света обратно в жидкокристаллический блок UT.
Группа 26 оптических пленок (рассеивающая пленка 23, линзовые пленки 24 и 25) покрывает первую пропускающую свет подложку PB1 в жидкокристаллическом блоке UT и рассеивает свет (планарный свет), который выходит из жидкокристаллического блока UT, чтобы свет попадал на каждую часть панели 49 жидкокристаллического дисплея, добиваясь, таким образом, повышенной яркости.
В устройстве 69 жидкокристаллического дисплея, снабженного описанным выше жидкокристаллическим блоком UT, свет от светодиодов 21 сначала проходит в жидкий кристалл 11, диспергированный в полимере. И световой поток, который выходит от жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, изменяется в соответствии с напряжением, приложенным к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере, первым и вторым прозрачными электродами TE1 и TE2.
То есть, как и в варианте 1 осуществления, когда сравнительно высокое напряжение прикладывается к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере, первым и вторым прозрачными электродами TE1 и TE2, линейные молекулы 13 жидкого кристалла ориентируются вдоль направления электрического поля, и большая часть света падает на него приблизительно перпендикулярно и проходит через молекулы 13 жидкого кристалла. В результате сравнительно небольшой световой поток рассеивается молекулами 13 жидкого кристалла и это приводит в результате к выходу из жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, небольшого светового потока.
Напротив, когда сравнительно низкое напряжение (в том числе нулевое напряжение) прикладывается к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере, с помощью первого и второго прозрачных электродов TE1 и TE2, линейные молекулы 13 жидкого кристалла ориентируются в случайном порядке, и большая часть светового потока падает под углом на случайно ориентированные молекулы 13 жидкого кристалла и рассеивается. В результате сравнительно большой световой поток рассеивается молекулами 13 жидкого кристалла и это приводит в результате к выходу большого светового потока наружу из жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере.
В этом случае часть света, которая была рассеяна молекулами 13 жидкого кристалла, выходит из второй пропускающей свет подложки PB2 в направлении отражающей пленки 22, посредством которой свет отражается назад в жидкокристаллический блок UT через вторую пропускающую свет подложку PB2, чтобы пройти через первую пропускающую свет подложку PB1 и продолжить путь к рассеивающей пленке 23.
В свете сказанного выше, можно сказать следующее. То есть даже в случае, когда жидкокристаллический блок UT используется в качестве жидкокристаллической панели 39, поведение света в жидком кристалле 11, диспергированном в полимере, является таким же, как в варианте 1 осуществления.
То есть использование описанного выше жидкокристаллического блока UT в качестве панели 39 жидкокристаллического дисплея позволяет управлять световым потоком, проходящим наружу из жидкокристаллического блока UT в соответствии с уровнем напряжения, приложенного к жидкому кристаллу 11, диспергированному в полимере. Кроме того, поскольку планарный световой поток, выходящий из жидкокристаллического блока UT, управляется одним за другим участками в плоскости (попиксельно), как в варианте 1 осуществления, панель 39 жидкокристаллического дисплея является панелью 39 жидкокристаллического дисплея с управляемыми зонами, способной достигать отображения сложных изображений.
Кроме того, подобно варианту 1 осуществления, неравномерность предотвращается, управляя плотностью жидкого кристалла 12 в жидком кристалле 11, диспергированном в полимере, или управляя напряжением, приложенным через части электродов набора ST. Короче говоря, устройство 49 жидкокристаллического дисплея 49, соответствующее варианту 2 осуществления, предлагает тот же самый эффект работы, что и устройство 49 жидкокристаллического дисплея, описанное в варианте 1 осуществления.
Кроме того, использование жидкокристаллического блока UT в качестве панели 39 жидкокристаллического дисплея, в частности, помогает повысить эффективность использования света в устройстве 49 жидкокристаллического дисплея. Например, в устройстве 49 жидкокристаллического дисплея, содержащем блок 29 подсветки и панель 39 жидкокристаллического дисплея, свет от блока 29 подсветки проходит через панель 39 жидкокристаллического дисплея, имеющего прозрачность порядка 3-10%. То есть свет от блока 29 подсветки используется со столь же низкой эффективностью, порядка 3-10%.
Напротив, в устройстве 49 жидкокристаллического дисплея, использующем жидкокристаллический блок UT в качестве панели 39 жидкокристаллического дисплея, свет, выходящий из жидкого кристалла 11, диспергированного в полимере, в результате рассеивания молекулами 13 жидкого кристалла, проходит через группу 26 оптических пленок, имеющую сравнительно высокую прозрачность, но не должен проходить ни через какой элемент (например, традиционную панель жидкокристаллического дисплея), обладающий чрезвычайно низкой прозрачностью. Это приводит в результате к повышенной эффективности использования света.
Например, эффективность использования света в устройстве 49 жидкокристаллического дисплея, использующего жидкокристаллический блок UT в качестве панели 39 жидкокристаллического дисплея, равна или выше примерно в 10-33 раз эффективности использования света в устройстве 49 жидкокристаллического дисплея, содержащем блок 29 подсветки и панель 39 жидкокристаллического дисплея.
Дополнительно, устройство 49 жидкокристаллического дисплея, использующее жидкокристаллический блок UT в качестве панели 39 жидкокристаллического дисплея, не должно обеспечиваться блоком 29 подсветки. Следовательно, устройство 49 жидкокристаллического дисплея формируется из меньшего количества элементов и, таким образом, может производиться по более низкой стоимости.
В приведенных выше описаниях первый прозрачный электрод TE1 формируется из плотно расположенных частей ЕР1 первого прозрачного электрода и второй прозрачный электрод TE2 формируется из плотно расположенных частей ЕР2 второго прозрачного электрода. То есть прозрачные электроды TE1 и TE2 строятся как набор частей ЕР1 прозрачного электрода и как набор частей ЕР2 прозрачного электрода соответственно. Это, однако, подобно варианту 1 осуществления, не означает ограничения.
То есть жидкокристаллический блок UT является панелью 39 жидкокристаллического дисплея с управляемыми зонами, пока, по меньшей мере, первый или второй прозрачный электрод TE1 или TE2 формируется из множества частей ЕР электрода, плотно расположенных в плоскости, и к каждому из множества частей ЕР электрода независимо прикладывается напряжение.
(Другие варианты осуществления)
Следует понимать, что варианты осуществления, конкретно описанные выше, не предназначены для ограничения настоящего изобретения и что многочисленные изменения и модификации могут быть сделаны в пределах сущности настоящего изобретения.
Например, в устройстве 49 жидкокристаллического дисплея, использующего жидкокристаллический блок UT в качестве панели 39 жидкокристаллического дисплея, группа 26 оптических пленок покрывает первую пропускающую свет подложку PB1 жидкокристаллического блока UT, как показано на фиг.10. Это делается потому, что присутствие такой группы 26 оптических пленок помогает повысить яркость света, выходящего из жидкокристаллического блока UT. Однако в устройстве 49 жидкокристаллического дисплея, показанном на фиг.10, группа 26 оптических пленок может отсутствовать, если свет, выходящий из жидкокристаллического блока UT, сам по себе обладает достаточной яркостью (заметим, что такое устройство 49 жидкокристаллического дисплея может быть сформировано из меньшего количества элементов).
Дополнительно, в устройстве 49 жидкокристаллического дисплея, показанном на фиг.10, пользователь видит боковую сторону первой пропускающей свет подложки РВ1 жидкокристаллического блока UT (в этом случае этот тип устройства 49 жидкокристаллического дисплея упоминается как одностороннее устройство 49 жидкокристаллического дисплея). Однако устройство 49 жидкокристаллического дисплея может иметь структуру, показанную на фиг.11.
То есть устройство 49 жидкокристаллического дисплея может быть двухсторонним, так что боковая сторона первой пропускающей свет подложки РВ1 и боковая сторона второй пропускающей свет подложки PB2 жидкокристаллического блока UT могут быть видны пользователю (в этом случае цветовой фильтр 37 предпочтительно вставляется также между вторым прозрачным электродом TE2 и второй пропускающей свет подложкой PB2).
Дополнительно, в случае когда от описанного выше устройства 49 жидкокристаллического дисплея не требуется выполнять функции цветного дисплея, цветовой фильтр 37 может отсутствовать. Приведенные выше описания используют светодиоды 21 как пример источника света, но это не должно означать ограничения. Например, источник света может быть таким, как люминесцентная лампа (лампа с холодным катодом или лампа с термокатодом), или источником света, изготовленным из светоизлучающего материала, такого как органический электролюминесцентный материал или неорганический электролюминесцентный материал.
Перечень ссылочных позиций
UT Жидкокристаллический блок
11 Жидкий кристалл, диспергированный в полимере
12 Жидкий кристалл
13 Молекула жидкого кристалла
14 Полимер
РВ Пропускающая свет подложка
PB1 Первая пропускающая свет подложка (первая подложка)
PB2 Вторая пропускающая свет подложка (вторая подложка)
ST Набор электродов
TE Прозрачный электрод
TE1 Первый прозрачный электрод (первый электрод)
TE2 Второй прозрачный электрод (второй электрод)
EP Часть прозрачного электрода (часть электрода)
EP1 Часть первого прозрачного электрода
EP2 Часть второго прозрачного электрода
21 Светодиод (источник света)
22 Отражающая пленка
23 Рассеивающая пленка
24 Линзовая пленка
25 Линзовая пленка
29 Блок подсветки (устройство управления световым потоком)
31 TFT (тонкопленочный транзистор)
32 Подложка активной матрицы
33 Противоположная подложка
34 Жидкий кристалл
GL Линия стробирующего сигнала
SL Линия сигнала источника
35 Пиксельный электрод
36 Общий электрод
37 Цветовой фильтр
39 Панель жидкокристаллического дисплея (устройство управления световым потоком)
49 Устройство жидкокристаллического дисплея (устройство управления световым потоком, электронное устройство)