ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ
LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к жидкокристаллическому устройству отображения, в частности к жидкокристаллическому устройству отображения, допускающему реализацию высококонтрастного отображения.
Уровень техники
Жидкокристаллические устройства отображения широко используются в качестве устройств отображения. Эти жидкокристаллические устройства отображения, в общем, включают в себя, обычно, жидкокристаллический элемент отображения и модуль задней подсветки. Жидкокристаллический элемент отображения имеет такую структуру, при которой жидкокристаллический слой размещается между прозрачными подложками, каждая из которых содержит поляризатор. Дополнительно, модуль задней подсветки выполнен с возможностью задней подсветки жидкокристаллической панели отображения, включенной в жидкокристаллический элемент отображения, и включает в себя источник света, световод, диффузор и т.п.
В последнее время требуется, чтобы жидкокристаллические устройства отображения имели более высокую яркость и более высокую контрастность и т.д. В ответ на эти требования предложены различные технологии.
Патентный документ 1
Жидкокристаллический элемент отображения (жидкокристаллическое устройство отображения), описанный в патентном документе 1, включает в себя BEF (название продукта: сокращение от "пленка для повышения яркости"), которая является отражательной поляризационной пленкой с эффектом повышения яркости, изготовленной компанией Sumitomo 3M Limited. BEF повышает яркость и т.д. жидкокристаллического элемента отображения. Дополнительно, поляризационная пленка (поляризатор) на стороне модуля задней подсветки снабжена светорассеивающим средством.
В дальнейшем, жидкокристаллическое устройство отображения по патентному документу 1 описывается относительно его конкретной конфигурации со ссылкой на вид в поперечном разрезе на фиг.24, иллюстрирующий конфигурацию традиционного жидкокристаллического устройства отображения. Жидкокристаллическое устройство 130 отображения, описанное в патентном документе 1, выполнено таким образом, что TN (твист-нематический) жидкокристаллический слой 106 размещен между подложками (прозрачными подложками) 102a и 102b, и предусмотрены поляризационные пленки 101a и 101b. Кроме того, модуль 108 задней подсветки предусмотрен на задней стороне жидкокристаллического устройства 130 отображения. Модуль 108 задней подсветки главным образом состоит из отражающей пластины 113, нижней рассеивающей пластины 112, световодной пластины 111 и BEF 110.
Кроме того, пленка 109 с содержащимся рассеивающим веществом предусмотрена между подложкой 102b на стороне модуля 108 задней подсветки и поляризационной пленкой 101b.
Патентный документ 2
Жидкокристаллическое устройство отображения, описанное в патентном документе 2, выполнено таким образом, что жидкокристаллический элемент отображения (жидкокристаллический элемент отображения), в котором размещается твист-нематический жидкий кристалл (жидкокристаллический слой), имеет рассеивающий слой между поляризующей пластиной и световодной пластиной, так, что рассеивающий слой сохраняет состояние поляризации практически постоянным.
При этой конфигурации, жидкокристаллическое устройство отображения, описанное в патентном документе 2, позволяет реализовывать яркое отображение.
Патентный документ 3
Далее поясняется устройство, описанное в патентном документе 3, со ссылкой на фиг.25, где показан вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий конфигурацию жидкокристаллического устройства отображения, описанного в патентном документе 3.
Как проиллюстрировано на фиг.25, жидкокристаллическое устройство 230 отображения, описанное в патентном документе 3, включает в себя жидкокристаллический элемент 201 отображения и заднюю подсветку (модуль задней подсветки) 204. Между жидкокристаллическим элементом 201 отображения и задней подсветкой 204 предусмотрены две пленки 202 и 203 линзы. Пленки 202 и 203 линзы расположены так, что направления 206 и 207 ориентации призмы пересекают друг друга под прямым углом, и направление 206 ориентации призмы пленки 202 линзы, которая является пленкой линзы, расположенной ближе к жидкокристаллическому элементу 201 отображения, параллельно оси 205 пропускания поляризующей пластины, которая находится на стороне падающего света жидкокристаллического элемента 201 отображения.
При этой конфигурации, жидкокристаллическое устройство отображения, описанное в патентном документе 3, позволяет реализовывать отображение с высокой яркостью.
Патентный документ 4
Ниже поясняется устройство, описанное в патентном документе 4, со ссылкой на фиг.26, где показан вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий конфигурацию жидкокристаллического устройства отображения, описанного в патентном документе 4.
Как проиллюстрировано на фиг.26, жидкокристаллическое устройство 330 отображения, описанное в патентном документе 4, включает в себя поляризующую пластину 305 на стороне падения света (поляризатор), поляризующую пластину 306 на стороне выхода света (поляризатор), жидкокристаллическую панель 304 между поляризующей пластиной 305 на стороне падения света и поляризующей пластиной 306 на стороне выхода света и источник 301 задней подсветки (источник света), предусмотренный сзади жидкокристаллической панели 304. Жидкокристаллическое устройство 330 отображения дополнительно включает в себя призменную пластину 308 между поляризующей пластиной 305 на стороне падения света и источником 301 задней подсветки.
Направление A0 линии гребня призменной пластины 308 и направление B0 оси пропускания поляризующей пластины 305 на стороне падения света пересекают друг друга под прямым углом. При этой конфигурации, жидкокристаллическое устройство отображения, описанное в патентном документе 4, позволяет реализовывать отображение с более высокой яркостью.
Патентный документ 5
Жидкокристаллическое устройство отображения, описанное в патентном документе 5, выполнено таким образом, что поляризованная светоотделяющая поверхность и т.п. предусмотрена так, чтобы располагаться в сторону к плоскости выхода света плоского световода (световодной пластины) модуля задней подсветки, и поляризованная светоотделяющая поверхность и т.п. может избирательно отражать или пропускать компонент поляризации.
В этой конфигурации, в частности, повышается яркость жидкокристаллического устройства отображения, описанного в патентном документе 5, в нормальном направлении поверхности отображения.
Патентный документ 1. Выкладка заявки на патент (Япония), Tokukai, номер 2003-121847A (дата публикации: 23 апреля 2003 года)
Патентный документ 2. Выкладка заявки на патент (Япония), Tokukai, номер 2003-15133A (дата публикации: 15 января 2003 года)
Патентный документ 3. Выкладка заявки на патент (Япония), Tokukaihei, номер 8-22000A (дата публикации: 23 января 1996 года)
Патентный документ 4. Выкладка заявки на патент (Япония), Tokukai, номер 2000-122046A (дата публикации: 28 апреля 2000 года)
Патентный документ 5. Выкладка заявки на патент (Япония), Tokukai, номер 2003-84283A (дата публикации: 19 марта 2003 года)
Традиционные жидкокристаллические устройства отображения имеют проблему наличия недостаточной контрастности.
В частности, проблема состоит в том, что в жидкокристаллическом устройстве отображения, в котором используется жидкокристаллический элемент отображения, допускающий реализацию высококонтрастного отображения (например, жидкокристаллический элемент с MVA-режимом), трудно сделать так, чтобы жидкокристаллический элемент отображения полностью демонстрировал высококонтрастную характеристику, которую жидкокристаллический элемент отображения предположительно должен иметь. Последующее описание поясняет этот аспект.
Конфигурация жидкокристаллического устройства отображения
На Фиг.23 показан поперечный разрез примера конфигурации жидкокристаллического устройства 10 отображения.
Как проиллюстрировано на фиг.23, жидкокристаллическое устройство 10 отображения включает в себя жидкокристаллический элемент 20 отображения и модуль 60 задней подсветки, предусмотренный сзади жидкокристаллического элемента 20 отображения.
Жидкокристаллический элемент 20 отображения выполнен таким образом, что жидкокристаллический слой 22 размещается между первой подложкой 24 и второй подложкой 26. На первой подложке 24, первая фазовая пластина 30 и первая поляризующая пластина 34 предусмотрены в этом порядке. Аналогично, на второй подложке 26, вторая фазовая пластина 32 и вторая поляризующая пластина 36 предусмотрены в этом порядке.
Дополнительно, отражательная пленка поляризатора с эффектом 40 повышения яркости предусмотрена между первой поляризующей пластиной 34 и модулем 60 задней подсветки.
Модуль 60 задней подсветки включает в себя источник света (не показан), световодную пластину (не показана), две призменные пластины (первую призменную пластину 66 и вторую призменную пластину 68) и верхнюю светорассеивающую пластину 70.
Процесс прохождения света
Далее поясняется процесс, при котором свет проходит через жидкокристаллическое устройство 10 отображения.
То, испускается или нет свет, вертикально испускаемый из модуля 60 задней подсветки в направлении жидкокристаллического элемента 20 (L1, проиллюстрированного на фиг.23) отображения, наружу из жидкокристаллического устройства 10 отображения, зависит от того, находится жидкокристаллический слой 22 в состоянии ON или OFF. А именно, в то время когда жидкокристаллический слой 22 находится в состоянии ON, свет L1 испускается наружу из жидкокристаллического устройства 10 отображения без блокирования посредством жидкокристаллического элемента 20 отображения.
В отличие от этого, в то время когда жидкокристаллический слой 22 находится в состоянии OFF, поскольку свет L1 блокируется посредством жидкокристаллического элемента 20 отображения, свет L1 не испускается наружу из жидкокристаллического устройства 10 отображения.
Следует отметить, что отношение (i) силы света, испускаемого в то время, когда жидкокристаллический слой 22 находится в состоянии ON (силы света во включенном состоянии ON), к (ii) силе света, испускаемого в то время, когда жидкокристаллический слой 22 находится в состоянии OFF (силе света в отключенном состоянии OFF), упоминается как контрастность (сила света в состоянии ON/сила света в состоянии OFF).
Обычно свет L1, который входит в жидкокристаллический элемент 20 отображения из нормального направления, может реализовывать высокую силу света в состоянии ON и низкую силу света в состоянии OFF в соответствии с тем, находится жидкокристаллический слой 22 в состоянии ON или OFF.
В частности, например, в случае если жидкокристаллический элемент 20 отображения является жидкокристаллическим элементом отображения с MVA-режимом, допускающим реализацию высококонтрастного отображения, свет L1, падающий из вертикального направления, может реализовывать контрастность, например, в несколько тысяч крат.
Свет из вертикального направления
Следует отметить, что для того, чтобы реализовывать высокую контрастность, в частности, важно уменьшать силу света в состоянии OFF в то время, когда жидкокристаллический слой 22 находится в состоянии OFF.
В этом отношении, свет L1, который входит в жидкокристаллический элемент 20 отображения из вертикального направления жидкокристаллического элемента 20 отображения, с большой вероятностью реализует низкую силу света в состоянии OFF.
Это обусловлено тем, что свет L1, который поступает в жидкокристаллический элемент 20 отображения из вертикального направления жидкокристаллического элемента 20 отображения, изменяется и проходит так, как первоначально спроектировано, поскольку свет L1 падает вертикально на поляризующие пластины (первую поляризующую пластину 34 и вторую поляризующую пластину 36), фазовые пластины (первую фазовую пластину 30 и вторую фазовую пластину 32), жидкокристаллический слой 22 и т.п.
Косой свет
В отличие от этого, свет (косой свет) L2, который выходит по диагонали из модуля 60 задней подсветки и затем входит по диагонали в жидкокристаллический элемент 20 отображения, отличается от света L1 тем, что свет L2 может уменьшать контрастность. Последующее описание поясняет этот аспект.
В то время когда жидкокристаллический слой 22 находится в состоянии OFF, косой свет L2 обычно является невидимым для зрителя V, который просматривает жидкокристаллическое устройство 10 отображения из переднего направления (в дальнейшем нормального направления) жидкокристаллического устройства 10 отображения.
Следовательно, предусматривается, что косой свет L2 не вызывает снижение контрастности при просмотре из нормального направления.
Отклонение света
Тем не менее, направление, в котором проходит косой свет L2, может изменяться. В частности, световой путь может отклоняться к зрителю V в жидкокристаллическом элементе 20 отображения (см. стрелку L3, проиллюстрированную на фиг.23).
Примеры различных причин для такого отклонения света, возникающего в жидкокристаллическом элементе 20 отображения, включают в себя рассеяние в жидкокристаллическом слое 22, цветном светофильтре (не показан) и подложке TFT (не показана).
Следовательно, косой свет L2, который наклонен относительно жидкокристаллического элемента 20 отображения, испускается из жидкокристаллического элемента 20 отображения в нормальном направлении (направлении, указанном стрелкой L3 на фиг.23) с определенным уровнем яркости.
Предусматривается, что косой свет L2 не влияет на контрастность при просмотре из нормального направления. Тем не менее, фактически, свет L2 отклоняется по направлению прохождения (задает рассеяние) в жидкокристаллическом элементе 20 отображения, и, поэтому, часть косого света L2 испускается в нормальном направлении, вызывая снижение контрастности при просмотре из нормального направления.
В частности, свет L1, который поступает в жидкокристаллический элемент 20 отображения из нормального направления, и косой свет L2 имеют различные длины светового пути и различные величины оптического изменения, когда свет L1 и L2 проходит через оптические пластины (например, фазовые пластины и поляризующие пластины), жидкокристаллический слой 22 и т.п. Следовательно, свет L1 и L2 имеет различную контрастность. В общем, жидкокристаллическое устройство отображения выполнено с возможностью иметь лучшую контрастность при просмотре из нормального направления. Соответственно, косой свет L2 имеет более низкую контрастность, чем свет L1, падающий из нормального направления.
В частности, фазовые пластины (первая фазовая пластина 30 и вторая фазовая пластина 32), поляризующие пластины (первая поляризующая пластина 34 и вторая поляризующая пластина 36), жидкокристаллический слой 22 и т.п. выполнены так, что сила света в состоянии ON и сила света в состоянии OFF являются оптимизированными, т.е. сила света в состоянии ON является большой, а сила света в состоянии OFF является маленькой, относительно света, который входит в жидкокристаллический элемент 20 отображения из нормального направления жидкокристаллического элемента 20 отображения.
Специально для силы света в состоянии OFF, жидкокристаллический элемент 20 отображения оптически выполнен так, что свет, который входит в жидкокристаллический элемент 20 отображения практически из нормального направления жидкокристаллического элемента 20 отображения, блокируется на максимуме.
Соответственно, косой свет L2, который не падает на жидкокристаллический элемент 20 отображения из нормального направления, недостаточно блокируется даже в то время, когда жидкокристаллический слой 22 находится в состоянии OFF. Как результат, косой свет L2 испускается под углом из жидкокристаллического элемента 20 отображения как рассеяние светового потока.
Тем не менее, как описано выше, L2, который падает из косого направления, рассеивается в жидкокристаллическом элементе 20 отображения, и часть света испускается в нормальном направлении (рассеяние светового потока).
Такое рассеяние светового потока, в частности, является серьезной проблемой в жидкокристаллическом устройстве отображения, включающем в себя жидкокристаллический элемент отображения, допускающий реализацию высококонтрастного отображения.
Призменная пластина
Дополнительно, жидкокристаллическое устройство отображения должно реализовывать не только высококонтрастное отображение, но также и отображение с высокой яркостью.
Чтобы удовлетворять этому требованию, предусмотрен случай, в котором модуль 60 задней подсветки оснащен призменной пластиной.
Следует отметить, что призменная пластина упоминается как оптическая пластина, на поверхности которой пазы предусмотрены в данном направлении так, что направление, в котором проходит свет, пропускаемый через призменную пластину, управляется.
Свет, проходящий через призменную пластину, имеет определенную направленность с точки зрения силы света.
Следовательно, некоторые комбинации жидкокристаллического элемента отображения и задней подсветки, оснащенной призменной пластиной, не допускают демонстрации в достаточной степени характеристики контрастности жидкокристаллического элемента отображения, что приводит к более низкой контрастности.
Краткое изложение существа изобретения
Задачей настоящего изобретения является предоставление жидкокристаллического устройства отображения, допускающего реализацию высококонтрастного отображения, при одновременном инструктировании модулю задней подсветки постоянно функционировать как поверхностный источник света.
Более конкретно, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить жидкокристаллическое устройство отображения, допускающее подавление силы косого света, который входит в жидкокристаллический элемент отображения и вызывает снижение контрастности.
Другая задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставить жидкокристаллическое устройство отображения, допускающее реализацию более высококонтрастного отображения посредством использования модуля задней подсветки, содержащего призменную пластину.
Для решения поставленной задачи предложено жидкокристаллическое устройство отображения, которое включает в себя: жидкокристаллический элемент отображения, включающий в себя жидкокристаллический слой, поляризующую пластину на стороне падения света и поляризующую пластину на стороне выхода света, причем поляризующая пластина на стороне падения света и поляризующая пластина на стороне выхода света предусмотрены на обеих сторонах жидкокристаллического слоя, соответственно; и модуль задней подсветки, вызывающий падение света, выходящего через плоскость выхода света, на жидкокристаллический элемент отображения, причем модуль задней подсветки предусмотрен таким образом, что свет, падающий из модуля задней подсветки на жидкокристаллический элемент отображения в диагональном направлении, которое вызывает испускание света с большой вероятностью из жидкокристаллического элемента отображения в нормальном направлении, имеет более низкую силу света, чем свет, падающий из модуля задней подсветки на жидкокристаллический элемент отображения в другом диагональном направлении.
Дополнительно, жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения может размещаться таким образом, что задняя подсветка включает в себя световодную пластину, светорассеивающую пластину и одну или более призменных пластин.
В такой компоновке, возможно обеспечить жидкокристаллическое устройство отображения, допускающее реализацию высококонтрастного отображения, при одновременном инструктировании модулю задней подсветки на постоянно функционировать как поверхностный источник света. Это поясняется ниже.
Конструкция жидкокристаллического элемента
отображения
Жидкокристаллический элемент отображения, на который испускается свет из модуля задней подсветки, в общем, выполнен так, что свет, который входит в жидкокристаллический элемент отображения через заднюю поверхность и из нормального направления и затем выходит из жидкокристаллического элемента отображения через переднюю поверхность и в нормальном направлении, имеет максимальную контрастность. В частности, оптические характеристики оптических блоков, таких как поляризующая пластина и фазовая пластина и жидкокристаллический слой, каждый из которых включен в жидкокристаллический элемент отображения, выполнены так, что такой свет имеет высокую контрастность.
Модуль задней подсветки в качестве поверхностного источника света
С другой стороны, требуется, чтобы модуль задней подсветки должен испускал свет, который является однородным в плоскости выхода света так, что устройство отображения, которое имеет плоскостную однородную яркость, реализуется посредством жидкокристаллического элемента отображения. Другими словами, требуется, чтобы модуль задней подсветки имел функцию такую как поверхностный источник света.
Чтобы функционировать как поверхностный источник света, модуль задней подсветки может включать в себя рассеивающую пластину для принудительного рассеяния света (например, верхнюю рассеивающую пластину, нижнюю рассеивающую пластину или верхнюю рассеивающую пластину и нижнюю рассеивающую пластину). При такой конфигурации, например, свет, испускаемый из модуля задней подсветки через плоскость выхода света модуля задней подсветки, обычно ориентирован в различных направлениях.
Соответственно, свет, который выходит из модуля задней подсветки и затем входит в жидкокристаллический элемент отображения, охватывает не только свет, который входит в жидкокристаллический элемент из нормального направления жидкокристаллического элемента отображения, но также и свет, который входит в жидкокристаллический элемент отображения из направления, которое наклонено от нормального направления жидкокристаллического элемента отображения.
Снижение контрастности
Как описано выше, контрастность жидкокристаллического элемента отображения выполнена с исходными данными света, который входит в жидкокристаллический элемент отображения из нормального направления жидкокристаллического элемента отображения. Следовательно, например, в случае если косой свет рассеивается в жидкокристаллическом элементе отображения и затем испускается из жидкокристаллического элемента отображения в нормальном направлении жидкокристаллического элемента отображения, излучаемый свет не имеет требуемой яркости (белого или черного). Это с большой вероятностью вызывает снижение контрастности.
Дополнительно, свет, наклоненный под одинаковым углом, с большой вероятностью вызывает различные снижения контрастности согласно направлениям, в которых наклонен свет.
Далее поясняется один пример такого косого света. Например, в жидкокристаллическом элементе отображения, в котором две поляризующие пластины предусмотрены таким образом, что направления оси поглощения поляризующих пластин пересекают друг друга под прямым углом, свет, который падает на жидкокристаллический элемент отображения из направления, наклоненного к направлениям, параллельным осям поглощения, и к направлениям, перпендикулярным осям поглощения, с меньшей вероятностью испускается в нормальном направлении жидкокристаллического элемента отображения.
С другой стороны, свет, который падает на жидкокристаллический элемент отображения из направления, наклоненного к направлениям, кроме направлений, параллельных осям поглощения, и к направлениям, кроме направлений, перпендикулярных осям поглощения, с большей вероятностью испускается в нормальном направлении жидкокристаллического элемента отображения.
Следовательно, свет, который падает на жидкокристаллический элемент отображения из направления, наклоненного к направлениям, кроме направлений, параллельных осям поглощения, и к направлениям, кроме направлений, перпендикулярных осям поглощения, с большей вероятностью вызывает снижение контрастности по сравнению со светом, который падает на жидкокристаллический элемент отображения из направления, наклоненного к направлениям, параллельным осям поглощения, и к направлениям, перпендикулярным осям поглощения.
Как описано выше, вероятность испускания косого света из нормального направления жидкокристаллического элемента отображения является различной согласно направлению, в котором наклонен косой свет.
В этом отношении, при вышеуказанной компоновке, модуль задней подсветки предусмотрен таким образом, что для падающего света из наклонного направления, падающий свет из направления, которое с большой вероятностью вызывает испускание падающего света из нормального направления жидкокристаллического элемента отображения, имеет меньшую силу света.
Как описано выше, эта конфигурация в результате приводит к обеспечению жидкокристаллического устройства отображения, которое допускает реализацию более высококонтрастного отображения, при одновременном инструктировании модулю задней подсветки на постоянно функционировать как поверхностный источник света.
"Направление" - это угол поворота оси поглощения и т.д. в плоскости поляризующей пластины на стороне падения и т.д., и направление против часовой стрелки жидкокристаллического устройства отображения при просмотре со стороны выхода света считается прямым направлением.
Дополнительно, жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения может быть выполнено с возможностью дополнительно включать в себя отражательную пленку поляризатора с эффектом повышения яркости, предусмотренную между жидкокристаллическим элементом отображения и модулем задней подсветки.
При этой конфигурации, несмотря на пленку для повышения яркости, которая может уменьшать контрастность, подавление силы косого света, который с большой вероятностью испускается из жидкокристаллического элемента отображения в нормальном направлении, дает возможность реализовывать высококонтрастное отображение.
Следует отметить, что отражательная поляризационная пленка с эффектом повышения яркости упоминается как пленка, которая, например, в случае если поляризованный свет, который достигает отражательной поляризационной пленки с эффектом повышения яркости, включает в себя P-волну и S-волну, вызывает увеличение падающего света на, например, поляризующую пластину, смежную с отражательной поляризационной пленкой с эффектом повышения яркости, посредством принудительного прохождения одной из поляризованных волн, такой как P-волна, через пленку и принудительного отражения оставшейся S-волны на пленке.
Дополнительно, предпочтительно размещать жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения таким образом, что жидкокристаллический элемент отображения и модуль задней подсветки предусмотрены так, чтобы располагаться близко друг к другу.
Дополнительно, предпочтительно размещать жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения таким образом, что расстояние между жидкокристаллическим элементом отображения и модулем задней подсветки составляет не менее 0 мм и не более 10 мм.
При этой компоновке, жидкокристаллический элемент отображения и модуль задней подсветки размещаются так, чтобы располагаться близко друг к другу, в частности, например, на расстоянии не менее 0 мм и не более 10 мм.
Следовательно, несмотря на то, что короткое расстояние, в частности отсутствие расстояния между жидкокристаллическим элементом отображения и модулем задней подсветки, с большой вероятностью увеличивает снижение контрастности вследствие косого света, вышеуказанная компоновка предусматривает модуль задней подсветки в надлежащей позиции, давая возможность подавления снижения контрастности.
Дополнительно, жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения может размещаться таким образом, что диагональное направление, которое вызывает испускание света с большой вероятностью из жидкокристаллического элемента отображения в нормальном направлении, и ось призмы призменной пластины формируют угол не менее 20° и не более 70° или угол не менее 110° и не более 160°.
Следует отметить, что призменная пластина упоминается как оптическая пластина, на поверхности которой пазы предусмотрены в данном направлении так, что направление, в котором проходит свет, пропускаемый через призменную пластину, управляется. Ось призмы указывает направление пазов.
При этой компоновке, диагональное направление, которое вызывает испускание света с большой вероятностью из жидкокристаллического элемента отображения в нормальном направлении, и ось призмы призменной пластины формируют угол не менее 20° и не более 70° или угол не менее 110° и не более 160°. Это дает возможность дополнительного подавления снижения контрастности. Это поясняется ниже.
Таким образом, в случае если модуль задней подсветки содержит призменную пластину, призменная пластина управляет направлением прохождения света, который придает данную направленность силе излучаемого света. В частности, из света, испускаемого по диагонали из плоскости выхода света модуля задней подсветки, свет, наклоненный в направлении параллельно оси призмы призменной пластины, имеет более высокую силу света, чем свет, наклоненный в направлении, перпендикулярном оси призмы.
При этой компоновке, направление оси призмы, в которой излучаемый по диагонали свет имеет более высокую силу света, и направление света, который падает по диагонали на жидкокристаллический элемент отображения и с большой вероятностью испускается из него нормальном направлении, не совпадают. В частности, эти два направления формируют угол не менее 20° и не более 70° или угол не менее 110° и не более 160°.
Следовательно, свет, испускаемый из модуля задней подсветки, является менее подходящим для того, чтобы выступать в качестве косого света, который вызывает снижение контрастности.
Следовательно, вышеуказанная компоновка предусматривает жидкокристаллическое устройство отображения, имеющее призменную пластину, предусмотренную в модуле задней подсветки для цели повышения яркости жидкокристаллического элемента отображения в нормальном направлении или для подавления снижения контрастности.
Дополнительно, предпочтительно компоновать жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения таким образом, что жидкокристаллическим элементом отображения является жидкокристаллический элемент отображения с режимом вертикального выравнивания с линейной поляризацией, и ось поглощения поляризующей пластины на стороне падения света и ось призмы призменной пластины формируют угол не менее -25° и не более 25° или угол не менее 65° и не более 115°.
Дополнительно, предпочтительно компоновать жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения таким образом, что жидкокристаллическим элементом отображения является жидкокристаллический элемент отображения с режимом вертикального выравнивания с линейной поляризацией, и ось поглощения поляризующей пластины на стороне падения света и ось призмы призменной пластины формируют угол не менее -15° и не более 15° или угол не менее 75° и не более 105°.
Дополнительно, более предпочтительно компоновать жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения таким образом, что жидкокристаллическим элементом отображения является жидкокристаллический элемент отображения с режимом вертикального выравнивания с линейной поляризацией, и ось поглощения поляризующей пластины на стороне падения света и ось призмы призменной пластины формируют угол не менее -5° и не более 5° или угол не менее 85° и не более 95°.
Дополнительно, предпочтительно компоновать жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения таким образом, что жидкокристаллическим элементом отображения является жидкокристаллический элемент отображения с режимом вертикального выравнивания с круговой поляризацией, и ось поглощения поляризующей пластины на стороне падения света и ось призмы призменной пластины формируют угол не менее -43° и не более 7° или угол не менее 47° и не более 97°.
Дополнительно, предпочтительно компоновать жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения таким образом, что жидкокристаллическим элементом отображения является жидкокристаллический элемент отображения с режимом вертикального выравнивания с круговой поляризацией, и ось поглощения поляризующей пластины на стороне падения света и ось призмы призменной пластины формируют угол не менее -33° и не более -3° или угол не менее 57° и не более 87°.
Дополнительно, более предпочтительно компоновать жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения таким образом, что жидкокристаллическим элементом отображения является жидкокристаллический элемент отображения с режимом вертикального выравнивания с круговой поляризацией, и ось поглощения поляризующей пластины на стороне падения света и ось призмы призменной пластины формируют угол не менее -23° и не более -13° или угол не менее 67° и не более 77°.
Дополнительно, предпочтительно компоновать жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения таким образом, что жидкокристаллическим элементом отображения является жидкокристаллический элемент отображения с TN-режимом, и ось поглощения поляризующей пластины на стороне падения света и ось призмы призменной пластины формируют угол не менее -25° и не более 25° или угол не менее 65° и не более 115°.
Дополнительно, предпочтительно компоновать жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения таким образом, что жидкокристаллическим элементом отображения является жидкокристаллический элемент отображения с TN-режимом, и ось поглощения поляризующей пластины на стороне падения света и ось призмы призменной пластины формируют угол не менее -15° и не более 15° или угол не менее 75° и не более 105°.
Дополнительно, более предпочтительно компоновать жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения таким образом, что жидкокристаллическим элементом отображения является жидкокристаллический элемент отображения с TN-режимом, и ось поглощения поляризующей пластины на стороне падения света и ось призмы призменной пластины формируют угол не менее -5° и не более 5° или угол не менее 85° и не более 95°.
В каждой из вышеуказанных компоновок, модуль задней подсветки предусмотрен таким образом, что ось поглощения поляризующей пластины и ось призмы призменной пластины формируют наиболее подходящий угол согласно конфигурациям соответствующих жидкокристаллических элементов отображения.
Следовательно, косой свет, падающий на жидкокристаллическое устройство отображения, с меньшей вероятностью испускается из устройства в его нормальном направлении, обеспечивая возможность дополнительного эффективного регулирования снижения контрастности.
Когда жидкокристаллический элемент отображения имеет режим вертикального выравнивания с применением линейной поляризации, жидкокристаллический элемент отображения является, в общем, допускающим реализацию высококонтрастного отображения. Вышеуказанная компоновка дает возможность подавлять уменьшение при такой высокой контрастности.
Дополнительно, предпочтительно компоновать жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения таким образом, что предусмотрены две призменные пластины, оси призмы которых пересекают друг друга под прямым углом.
При этой компоновке, две призменные пластины предусмотрены таким образом, что оси призмы этих двух призменных пластин пересекают друг друга под прямым углом. Это дает возможность жидкокристаллическому устройству отображения испускать более яркий свет в нормальном направлении жидкокристаллического устройства отображения.
Дополнительно, предпочтительно компоновать жидкокристаллическое устройство настоящего изобретения таким образом, что свет, выходящий через плоскость выхода света модуля задней подсветки, имеет полуширину не менее 28° и не более 44°.
Дополнительно, предпочтительно компоновать жидкокристаллическое устройство настоящего изобретения таким образом, что полуширина составляет не менее 20° и не более 40°.
Полуширина
Ниже поясняется понятие полуширина. Что касается измеряемой модели (например, модуля задней подсветки), в которой измеряется полуширина, косой угол, при котором свет имеет силу света, которая составляет половину от силы света, выходящего из измеряемой модели через плоскость выхода света и в нормальном направлении, упоминается как ширина половинной силы света (в градусах). Это основано на такой характеристике, что излучаемый свет имеет меньшую силу света, поскольку излучаемый свет более отклонен от нормального направления.
При этой конфигурации, модуль задней подсветки имеет полуширину не более 44°, предпочтительно не менее 20° и не более 40°. Это позволяет реализовывать жидкокристаллическое устройство отображения, допускающее выполнение более высококонтрастного отображения при постоянном функционировании как поверхностный источник света.
В этом отношении, поскольку модуль задней подсветки, имеющий вышеуказанную конфигурацию, выполнен таким образом, что полуширина, демонстрирующая характеристику рассеяния излучаемого света, задается равной соответствующему значению, модуль задней подсветки обеспечивает характеристику рассеяния излучаемого света, достаточную для предоставления возможности модулю задней подсветки служить в качестве поверхностного источника света, при том что модуль задней подсветки подавляет силу косого света, который вызывает снижение контрастности. Это дает возможность дополнительного подавления снижения контрастности в жидкокристаллическом устройстве отображения.
Как описано выше, жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения выполнено так, что модуль задней подсветки предусмотрен таким образом, что свет, падающий из модуля задней подсветки на жидкокристаллический элемент отображения в диагональном направлении, которое с большой вероятностью вызывает испускание света из жидкокристаллического элемента отображения в нормальном направлении, имеет более низкую силу света, чем свет, падающий из модуля задней подсветки на жидкокристаллический элемент отображения в другом диагональном направлении.
Следовательно, настоящее изобретение обеспечивает жидкокристаллическое устройство отображения, допускающее реализацию более высококонтрастного отображения, при постоянном инструктировании модулю задней подсветки постоянно функционировать как поверхностный источник света, т.е. жидкокристаллическое устройство отображения, допускающее подавление силы косого света, который падает на жидкокристаллический элемент отображения и вызывает снижение контрастности.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 изображает поперечный разрез жидкокристаллического устройства отображения, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 - общий вид главной части жидкокристаллического устройства отображения, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.3 - схема измерительной системы для измерения оптической характеристики проходящего света;
Фиг.4 - диаграмма, иллюстрирующая взаимосвязь между полярным углом и силой проходящего света;
Фиг.5 - диаграмма, иллюстрирующая взаимосвязь между углом падения и силой проходящего света;
Фиг.6 - схема измерительной системы для измерения оптической характеристики света, испускаемого из модуля задней подсветки;
Фиг.7 - схема, иллюстрирующая силу света, испускаемого из модуля задней подсветки;
Фиг.8 - диаграммы, иллюстрирующие взаимосвязь между осью призмы и силой света;
Фиг.9 - поперечный разрез жидкокристаллического устройства отображения, другой вариант осуществления настоящего изобретения;
Фиг.10 - схема, иллюстрирующая силу света, испускаемого из модуля задней подсветки;
Фиг.11 - поперечный разрез, схематично иллюстрирующий конфигурацию модели, полуширина которой и т.д. должна измеряться;
Фиг.12 - схема, иллюстрирующая силу света, испускаемого из жидкокристаллического элемента отображения;
Фиг.13 - диаграмма разности в свете, выходящем из жидкокристаллического устройства отображения, между (i) жидкокристаллическим устройством отображения, включающим в себя отражательную поляризационную пленку с эффектом повышения яркости, и (ii) жидкокристаллическим устройством отображения, не включающим в себя отражательную поляризационную пленку с эффектом повышения яркости;
Фиг.14 - таблицу, иллюстрирующую переднюю контрастность жидкокристаллического устройства отображения;
Фиг.15 - схемы, иллюстрирующие распределение силы света модуля задней подсветки;
Фиг.16 - общий вид, иллюстрирующий главную часть жидкокристаллического устройства отображения, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.17 - общий вид, иллюстрирующий главную часть жидкокристаллического устройства отображения;
Фиг.18 - общий вид, иллюстрирующий главную часть жидкокристаллического устройства отображения другого варианта осуществления настоящего изобретения;
Фиг.19 - общий вид, иллюстрирующий главную часть жидкокристаллического устройства отображения еще одного варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг.20 - диаграммы, иллюстрирующие характеристики рассеяния света соответствующих режимов жидкокристаллического устройства отображения;
Фиг.21 - схема, иллюстрирующая различия между жидкокристаллическим устройством отображения с круговой поляризацией и жидкокристаллическим устройством отображения с линейной поляризацией, каждый из которых имеет режим вертикального выравнивания;
Фиг.22 - таблица, показывающая азимутальные углы, при которых не должен падать косой свет;
Фиг.23 - вид в поперечном разрезе, схематично иллюстрирующий конфигурацию жидкокристаллического устройства отображения;
Фиг.24 - вид в поперечном разрезе, схематично иллюстрирующий конфигурацию традиционного (известного) жидкокристаллического устройства отображения;
Фиг.25 - вид в поперечном разрезе, схематично иллюстрирующий конфигурацию традиционного (известного) жидкокристаллического устройства отображения;
Фиг.26 - вид в поперечном разрезе, схематично иллюстрирующий конфигурацию традиционного (известного) жидкокристаллического устройства отображения.
Описание вариантов осуществления изобретения
Первый вариант осуществления
Вариант осуществления настоящего изобретения описывается ниже со ссылкой на чертежи.
Жидкокристаллическое устройство отображения
Жидкокристаллическое устройство 10 отображения настоящего изобретения имеет конфигурацию, практически идентичную конфигурации жидкокристаллического устройства 10 отображения, уже описанного со ссылкой на фиг.23. Жидкокристаллическое устройство 10 отображения настоящего изобретения поясняется ниже со ссылкой на фиг.1, который является видом в поперечном разрезе, схематично иллюстрирующим жидкокристаллическое устройство отображения настоящего варианта осуществления.
А именно, жидкокристаллическое устройство 10 отображения настоящего изобретения содержит жидкокристаллический элемент 20 отображения и модуль 60 задней подсветки. Свет, испускаемый из модуля 60 задней подсветки через плоскость 80 выхода света, поступает в жидкокристаллический элемент 20 отображения, посредством чего выполняется отображение.
Жидкокристаллический элемент
отображения
Ниже поясняется жидкокристаллический элемент отображения 20. Жидкокристаллический элемент 20 отображения настоящего варианта осуществления выполнен с возможностью иметь линейную поляризацию режима вертикального выравнивания.
А именно, жидкокристаллический слой 22, размещаемый между двумя подложками (не показаны), которые располагаются напротив друг друга, размещается между первой поляризующей пластиной 34, который выступает в качестве поляризующей пластины на стороне падения, и второй поляризующей пластиной 36, которая выступает в качестве поляризующей пластины на стороне выхода света. Молекулы жидких кристаллов, включенные в жидкокристаллический слой 22, имеют многодоменное выравнивание (например, четырехдоменное выравнивание) при виде сверху.
Модуль задней подсветки
Ниже поясняется задняя подсветка 60 по настоящему варианту осуществления. Модуль 60 задней подсветки включает в себя источник света (не показан), световодную пластину 64, две рассеивающие пластины (верхнюю рассеивающую пластину 70 и нижнюю рассеивающую пластину 72) и две призменные пластины (первую призменную пластину 66 и вторую призменную пластину 68) (см. фиг.1).
Эти элементы расположены слоями в следующем порядке: световодная пластина 64, нижняя рассеивающая пластина 72, первая призменная пластина 66, вторая призменная пластина 68 и верхняя рассеивающая пластина 70. Следует отметить, что, в настоящем варианте осуществления, рассеивающая пластина, которая имеет значение матовости в 55,0%, использована в качестве верхней рассеивающей пластины 70, а рассеивающая пластина, которая имеет значение матовости в 74,5%, использована в качестве нижней рассеивающей пластины 72.
Призменная пластина
В частности, в модуле 60 задней подсветки, первая и вторая призменные пластины 66 и 68 имеют, на соответствующих верхних поверхностях, линейные пазы, состоящие из треугольных точек максимума и точек минимума (см. фиг.2). Таким образом, первая и вторая призменные пластины 66 и 68 имеют пазы 67 и пазы 69 на своих соответствующих верхних поверхностях.
Соответствующие пазы первой и второй призменных пластин 66 и 68 предусмотрены так, что направления соответствующих пазов (стрелки P1 и P2 на фиг.2) пересекают друг друга под прямым углом.
Направление
Более подробное пояснение приводится с помощью азимутального угла (Φ).
В жидкокристаллическом устройстве 10 отображения, имеющем практически прямоугольную форму, ортогональные координаты состоят из направлений длинной стороны (двусторонняя стрелка L на фиг.2) и направлений короткой стороны (стрелка S на фиг.2) жидкокристаллического устройства 10 отображения, и направления двусторонней стрелки L рассматриваются как 0° и 180°, а направления двусторонней стрелки S рассматриваются как 90° и 270°.
Угол поворота против часовой стрелки от позиции 0 (угол от 0°) считается азимутальным углом (Φ).
В этом случае, направление P1 пазов 67 (направление паза, ось призмы) первой призменной пластины 66 настоящего варианта осуществления имеет азимутальный угол (Φ) в 90° и 270° (в дальнейшем 90°), а направление P2 пазов 69 второй призменной пластины 68 согласно настоящему варианту осуществления имеет азимутальный угол (Φ) в 0 и 180° (в дальнейшем 0°).
Поляризующая пластина
Далее поясняется направление, в котором предусмотрена поляризующая пластина жидкокристаллического устройства 10 отображения.
В настоящем варианте осуществления, первая поляризующая пластина 34 предусмотрена таким образом, что направление ее оси поглощения (двусторонняя стрелка H1 на фиг.2) является параллельным направлению L длинной стороны, т.е. направлению, в котором азимутальный угол (Φ) составляет 0°.
С жидкокристаллическим слоем 22 между первой поляризующей пластиной 34 и второй поляризующей пластиной 36, вторая поляризующая пластина 36 предусмотрена таким образом, что направление ее оси поглощения (двусторонняя стрелка H2 на фиг.2) является параллельным направлению S короткой стороны, т.е. направлению, в котором азимутальный угол (Φ) составляет 90°.
Таким образом, две поляризующие пластины (первая поляризующая пластина 34 и вторая поляризующая пластина 36) размещаются в, так называемом, соотношении скрещенных призм Николя так, что оси поглощения этих двух поляризующих пластин пересекают друг друга под прямым углом.
Призменная пластина и поляризующая пластина
Как пояснено выше, в настоящем варианте осуществления, призменная пластина и поляризующая пластина расположены близко друг к другу, т.е. вторая призменная пластина 68 и первый поляризационный лист 34 выполнены таким образом, что ось P2 призмы второй призменной пластины 68 и направление H1 оси поглощения первой поляризующей пластины 34 располагаются напротив с азимутальным углом (Φ) в 0°, и, следовательно, являются параллельными друг другу.
Таким образом, ось P1 призмы первой призменной пластины 66 имеет азимутальный угол (Φ) в 90°, ось P2 призмы второй призменной пластины 68 имеет азимутальный угол (Φ) в 0°, направление H1 оси поглощения первой поляризующей пластины 34 имеет азимутальный угол (Φ) в 0°, и направление H2 оси поглощения второй поляризующей пластины 36 имеет азимутальный угол (Φ) в 90°.
Призменная пластина
Призменная пластина поясняется подробнее.
В общем, требуется, чтобы жидкокристаллическое устройство 10 отображения формировало яркое отображение. В частности, требуется, чтобы жидкокристаллическое устройство 10 отображения имело высокую яркость устройства отображения для зрителя V, просматривающего жидкокристаллическое устройство 10 отображения с нормального направления.
Чтобы выполнять яркое отображение в нормальном направлении, эффективно испускать свет из модуля 60 задней подсветки главным образом в нормальном направлении. Следовательно, призменная пластина используется для того, чтобы помещать свет, испускаемый из модуля 60 задней подсветки, в нормальном направлении.
Призменная пластина - это оптическая пластина, допускающая управление направлением прохождения света, проходящего через пластину. Примером призменной пластины является оптическая пластина, в которой пазы предусмотрены в определенном направлении.
В настоящем варианте осуществления, две призменные пластины 66 и 68 предусмотрены таким образом, что направления P1 и P2 пазов (оси призмы) пересекают друг друга под прямым углом. Следовательно, как в направлении S короткой стороны, так и в направлении L длинной стороны модуля 60 задней подсветки, возможно размещать свет, испускаемый из модуля 60 задней подсветки, в нормальном направлении.
Следовательно, жидкокристаллическое устройство 10 отображения может выполнять более яркое отображение.
Контрастность
Жидкокристаллическое устройство 10 отображения должно формировать не только яркое отображение, но также и высококонтрастное отображение. Далее поясняется контрастность жидкокристаллического устройства 10 отображения.
Как пояснено выше, зритель V, в общем, видит жидкокристаллическое устройство 10 отображения с нормального направления. Соответственно, жидкокристаллический элемент 20 отображения, включенный в жидкокристаллическое устройство 10 отображения, выполнен с возможностью осуществления высококонтрастного отображения в нормальном направлении. Таким образом, жидкокристаллический элемент 20 отображения выполнен таким образом, что свет, который поступает на заднюю поверхность жидкокристаллического элемента 20 отображения из нормального направления и испускается от передней поверхности жидкокристаллического элемента 20 отображения в нормальном направлении, реализует высокую контрастность.
Следовательно, косой свет, падающий на жидкокристаллический элемент 20 отображения, может уменьшать контрастность.
Такое снижение контрастности вследствие косого света является более заметным в жидкокристаллическом устройстве 10 отображения, которое допускает реализацию высококонтрастного отображения и включает в себя жидкокристаллический элемент отображения с MVA-режимом, такой как жидкокристаллический элемент 20 отображения.
Снижение контрастности, влияние на панель
Далее более конкретно поясняется снижение контрастности вследствие косого света.
Как описано выше, свет, выходящий из модуля 60 задней подсветки, проходит к зрителю V через две поляризующие пластины и жидкокристаллический слой, размещенный между двумя поляризующими пластинами.
Далее поясняется влияние жидкокристаллической панели отображения на рассеяние светового потока вследствие косого света. Здесь следует отметить, что жидкокристаллическая панель отображения получается посредством исключения двух поляризующих пластин (первой и второй поляризующих пластин) из жидкокристаллического элемента 20 отображения. В частности, жидкокристаллическая панель отображения упоминается как жидкокристаллическая панель, включающая в себя жидкокристаллический слой 22, который размещается между двумя подложками, на которых предусмотрены цветной светофильтр, переключающий элемент и т.п.
На Фиг.4 показана диаграмма, иллюстрирующая, для двух видов измеряемых моделей (первой и второй измеряемых моделей, которые детализированы ниже), силу света, пропускаемого в нормальном направлении к поверхности устройства отображения каждой из измеряемых моделей, относительно косого света.
Измерительная система
Первоначально, измерительная система для измерения оптических характеристик, таких как сила света проходящего света и т.д., поясняется ниже в отношении (a) и (b) по фиг.3. (а) и (b), где на фиг.3 показана измерительная система для измерения оптических характеристик, таких как сила проходящего света.
Как показано в (a) по фиг.3, в измерительной системе для измерения оптических характеристик, свет испускается в измеряемую модель через заднюю поверхность измеряемой модели, и свет, пропускаемый через измеряемую модель, принимается посредством светоприемного устройства, предусмотренного на передней поверхности измеряемой модели, тем самым измеряя силу принимаемого света.
Здесь следует отметить, что косой угол от нормального направления плоскости измеряемой модели упоминается как полярный угол (θ) (см. (а) по фиг.3), а угол левостороннего вращения от бокового направления на плоскости упоминается как азимутальный угол (Φ) (см. (b) по фиг.3).
Следует отметить, что измерительная система дает (i) возможность наклона направления падения падающего света в направлении полярного угла (θ) и (ii) вращения косого падающего света в направлении азимутального угла (Φ).
С другой стороны, светоприемное устройство фиксируется при полярном угле (θ) в 0° (азимутальном угле (Φ) в 0°), т.е. в нормальном направлении плоскости измеряемой модели.
Следует отметить, что измерительное устройство для выполнения измерения как упомянуто выше, не ограничено конкретным образом. Например, LCD5200 (название продукта, изготовленного компанией OTSUKA ELECTRONICS CO., LTD) является применимым при таком измерении.
Угол падения и сила проходящего света
Далее, со ссылкой на фиг.4, приводится пояснение в отношении силы проходящего света относительно косого света в двух видах измеряемых моделей (первой и второй измеряемых моделей), измеряемых посредством измерительной системы.
Первая измеряемая модель получается посредством прикрепления поляризующих пластин к обеим сторонам стеклянной подложки, соответственно, так, что оси поглощения соответствующих поляризующих пластин пересекают друг друга под прямым углом (см. "стекло+поляризующие пластины" по фиг.4). Второй измеряемой моделью является жидкокристаллический элемент отображения, полученный посредством прикрепления поляризующих пластин к жидкокристаллической панели отображения (см. "панель+поляризующие пластины" по фиг.4).
На Фиг.4 показана взаимосвязь между углом (полярным углом (θ)) падающего света и силой проходящего света для этих двух измеряемых моделей.
Следует отметить, что, в каждом случае "стекло+поляризующие пластины" и "панель+поляризующие пластины", две поляризующие пластины размещаются в соотношении скрещенных призм Николя, в котором оси поглощения соответствующих двух поляризующих пластин пересекают друг друга под прямым углом. В частности, ось поглощения задней поляризующей пластины (поляризующей пластины, расположенной на стороне, на которую свет падает в ходе измерения, соответствующей первой поляризующей пластине 34), ориентирована в направлении азимутального угла (θ) в 0°. С другой стороны, ось поглощения передней поляризующей пластины (поляризующей пластины, расположенной на стороне, из которой свет исходит в ходе измерения, соответствующей первой поляризующей пластине 36), ориентирована в направлении азимутального угла (θ) в 90°.
На внешней стороне поляризующей пластины на задней стороне, A-PCF (пленка для преобразования поляризации) (название продукта, изготовленного компанией NITTO DENKO CORPORATION) дополнительно предусмотрена как пленка для повышения яркости.
Как очевидно из силы проходящего света на фиг.4, обе из двух измеряемых моделей ("стекло+поляризующие пластины" и "панель+поляризующие пластины") имеют соответствующие более низкие силы проходящего света, поскольку падающий свет наклонен от нормального направления соответствующих моделей.
Следует отметить, что сила проходящего света снижается более резко в случае "стекло+поляризующие пластины". Другими словами, косой свет с большей вероятностью испускается в нормальном направлении (направлении полярного угла (θ) в 0°) в случае "панель+поляризующие пластины", в которой жидкокристаллическая панель отображения добавлена к "стекло+поляризующие пластины".
Вероятно, это обусловлено тем, что свет, который входит в измеряемую модель, с большой вероятностью рассеивается и изменяет направление своего прохождения в жидкокристаллической панели отображения. Затем, косой свет изменяет свое направление прохождения в жидкокристаллической панели отображения и испускается в нормальном направлении жидкокристаллической панели отображения, что приводит к снижению контрастности.
Следует отметить, что результат измерений, проиллюстрированный на фиг.4, получается посредством задания наклона падающего света в направлении азимутального угла (Φ) в 0°, т.е. в направлении параллельно оси поглощения поляризующей пластины на задней стороне.
Зависимости падающего света от θ и Φ
Тенденция прохождения косого света в нормальном направлении зависит, в частности, от азимутального угла Φ косого света. Эта тенденция поясняется ниже со ссылкой на фиг.5. Фиг.5 - это график, иллюстрирующий силы проходящего света для измеряемой модели, аналогичной "панель+поляризующие пластины" в случае, если полярный угол (θ) и азимутальный угол (Φ) падающего света изменяются.
Измеряемая модель, используемая для измерения, проиллюстрированного на фиг.5, получается посредством прикрепления поляризующих пластин к обеим сторонам (передней и задней поверхности) жидкокристаллической панели отображения в соотношении скрещенных призм Николя. Следует отметить, что ось поглощения поляризующей пластины на задней стороне (поляризующей пластины, расположенной на стороне, в которой свет падает в ходе измерения) ориентирована в направлении азимутального угла (Φ) в 0°, а ось поглощения передней поляризующей пластины (поляризующей пластины, расположенной на стороне, в которой свет испускается в ходе измерения) ориентирована в направлении азимутального угла (Φ) в 90°.
На Фиг.5 показано, что в диапазоне полярного угла (θ) в 0°-70°, косой свет испускается в нормальном направлении практически при всех азимутальных углах (Φ). Фиг.5 также показывает, что косой свет с большой вероятностью испускается в нормальном направлении, в частности, при азимутальных углах (Φ) в 45°, 135°, 225° и 315°.
Условия для измерения силы проходящего света и т.д., к примеру, измерительная система, соответствуют условиям измерительной системы, поясненной выше в отношении (a) и (b) по фиг.3.
Поведение косого света
Как описано выше, в жидкокристаллическом элементе 20 отображения, косой свет может изменять свое направление прохождения и испускаться в нормальном направлении, т.е. в направлении зрителя V жидкокристаллического устройства 10 отображения. Помимо этого, косой свет с большой вероятностью ведет себя, отлично от света, падающего из нормального направления, вследствие разности в длине оптического пути и т.д. в ходе прохождения через жидкокристаллический элемент 20 отображения. В частности, свет может не блокироваться в достаточной степени, например, даже в случае, если жидкокристаллический слой 22 находится в состоянии OFF (состояние OFF жидкокристаллического слоя 22 упоминается как состояние, в котором отображение черного изображения выполняется посредством жидкокристаллического элемента отображения, т.е. состояние, в котором кристаллический элемент отображения имеет наименьший коэффициент пропускания).
Как результат, зачастую имеет место то, что косой свет испускается как рассеяние светового потока в нормальном направлении, достигая глаз зрителя V.
Соответственно, чтобы реализовывать высокую контрастность, требуется, чтобы косой свет с меньшей вероятностью испускался в нормальном направлении.
Для более эффективного увеличения контрастности (предотвращения снижения контрастности), эффективно предотвращать падения света из направлений, азимутальные углы которых составляют 45°, 135°, 225° и 315°. Это обусловлено тем, что свет, падающий из таких направлений, с большой вероятностью вызывает рассеяние светового потока.
Ось призмы и сила выходящего света
В этом отношении, жидкокристаллическое устройство 10 отображения по настоящему варианту осуществления выполнено таким образом, что направление паза (ось призмы) призменной пластины и направление оси поглощения поляризующей пластины являются параллельным друг другу или перпендикулярным друг другу, тем самым предотвращая снижение контрастности. Это поясняется ниже.
На фиг.7а и 7b показана взаимосвязь между осью призмы (направлением паза призменной пластины) и силой света, испускаемого из модуля 60 задней подсветки.
В частности, измерена сила света, испускаемого из модуля 60 задней подсветки при всех азимутальных углах (Φ) и при полярных углах (θ) от 0° до 88°.
Измерительная система и модель для измерения
Измерительной системой для измерения силы света, испускаемого из модуля 60 задней подсветки, может быть, например, измерительная система, проиллюстрированная на фиг.6.
В частности, измерение может выполняться посредством устройства измерения угла обзора (EZContrast XL88: изготовленного компанией ELDIM). Такое измерительное устройство может измерять все азимутальные углы (Φ) и полярные углы (θ) от 0° до 88° вместе за короткое время.
Результаты измерений, показанные в (a) и (b) по фиг.7, получаются посредством вышеуказанного устройства измерения угла обзора.
Определения азимутального угла (Φ) и полярного угла (θ) являются идентичными определениям, уже поясненным выше.
Далее поясняются конфигурации измеряемых моделей, используемых при измерениях, показанных на фиг.7a, b.
Измеряемая модель, используемая при измерении, показанном на фиг.7a, упоминается как модуль A задней подсветки, а измеряемая модель, используемая при измерении, показанном на фиг.7b, упоминается как модуль B задней подсветки. Конфигурации модулей A и B задней подсветки являются идентичными конфигурации модуля 60 задней подсветки, показанного на фиг.1.
Таким образом, каждый из модулей A и B задней подсветки выполнен таким образом, что две призменные пластины (первая призменная пластина 66 и вторая призменная пластина 68) предусмотрены так, что направления P1 и P2 пазов (оси призмы) для пазов 67 и 69 двух призменных пластин, соответственно, пересекают друг друга под прямым углом.
Модуль A задней подсветки выполнен таким образом, что ось P1 призмы первой призменной пластины 66 имеет азимутальный угол (Φ) в 0°, а ось P2 призмы второй призменной пластины 68 имеет азимутальный угол (Φ) в 90°.
В отличие от этого, модуль B задней подсветки выполнен таким образом, что ось P1 призмы первой призменной пластины 66 имеет азимутальный угол (Φ) в 45°, а ось P2 призмы второй призменной пластины 68 имеет азимутальный угол (Φ) в 135°.
Таким образом, модули A и B задней подсветки отличаются друг от друга с точки зрения направлений своих ортогональных осей призмы.
Результат измерения
Далее поясняются результаты измерений в отношении (a) и (b) из фиг.7a, b на фиг.8.
Как показано на фиг.7a, в измеряемой модели (модуле A задней подсветки), в которой оси призмы размещаются при азимутальных углах (Φ) в 0° и 90°, соответственно, свет, испускаемый по диагонали (свет, испускаемый при полярном угле (θ)), имеет более высокую силу света при азимутальных углах (Φ) в 0° и 180° и при азимутальных углах (Φ) в 90° и 270°.
Дополнительно, как показано на фиг.7b, в измеряемой модели (модуле B задней подсветки), в которой оси призмы размещаются при азимутальных углах (Φ) в 45° и 135°, соответственно, свет, испускаемый по диагонали, имеет более высокую силу света при азимутальных углах (Φ) в 45° и 225° и при азимутальных углах (Φ) в 135° и 315°.
С учетом результатов измерений, показанных на фиг.7a, b, соотношение между направлением (ориентацией) оси призмы модуля 60 задней подсветки и силой излучаемого света является таковым, что свет с большой вероятностью испускается при полярном угле (θ) в направлении азимутального угла (Φ) параллельно направлению оси призмы.
Дополнительно, на фиг.8a, b показано, как распределения силы излучаемого света, результаты измерений которых показаны на фиг.7a, b, зависят от полярных углов (θ) в направлениях, в которых азимутальные углы (Φ) составляют 0° и 45°, соответственно.
На фиг.8a показан результат измерения соответствующий показанному на фиг.7a, а фиг.8b соответствует результату измерения, показанному на фиг.7b.
Как показано на фиг.8a, сила света, испускаемого из модуля A задней подсветки, выше, когда полярный угол (θ) существует в направлении, в котором азимутальный угол (Φ) составляет 0°, чем тогда, когда полярный угол (θ) существует в направлении, в котором азимутальный угол (Φ) составляет 45°.
Как показано на фиг.8b, сила света, испускаемого из модуля B задней подсветки, выше, когда полярный угол (θ) существует в направлении, в котором азимутальный угол (Φ) составляет 45°, чем тогда, когда полярный угол (θ) существует в направлении, в котором азимутальный угол (Φ) составляет 0°.
Как описано выше, в модуле A задней подсветки ось имеет азимутальные углы (Φ) в 0° и 90°, и, соответственно, обнаружено то, что излучаемый свет имеет более высокую силу света в направлении параллельно оси призмы.
Аналогичным образом, в модуле B задней подсветки ось имеет азимутальные углы (Φ) в 45° и 135°, и, соответственно, обнаружено то, что излучаемый свет имеет более высокую силу света в направлении параллельно оси призмы, как в случае модуля A задней подсветки.
Ось призмы и ось поглощения
В жидкокристаллическом устройстве 10 отображения настоящего варианта осуществления, как показано на фиг.2, поясненном выше, ось призмы призменной пластины и ось поглощения поляризующей пластины являются параллельными друг другу или перпендикулярными друг другу. Соответственно, снижение контрастности возникает с меньшей вероятностью. Это поясняется ниже.
Как описано выше, в жидкокристаллическом элементе 10 отображения настоящего варианта осуществления, показанном на фиг.2, ось P1 призмы первой призменной пластины 66 имеет азимутальный угол (Φ) в 90°, ось P2 призмы второй призменной пластины 68 имеет азимутальный угол (Φ) в 0°, направление H1 оси поглощения первой поляризующей пластины 34 имеет азимутальный угол (Φ) в 0°, а направление H2 оси поглощения первой поляризующей пластины 36 имеет азимутальный угол (Φ) в 90°.
Характеристика пропускания жидкокристаллического элемента отображения
Как пояснено выше со ссылкой на фиг.5, в двух поляризующих пластинах, в которых оси поглощения размещаются в соотношении скрещенных призм Николя, т.е. при азимутальных углах (Φ) в 0° и 90°, соответственно, косой свет, падающий при азимутальных углах в 45°, 135°, 225° и 315°, с большой вероятностью испускается в нормальном направлении.
В отличие от этого, косой свет, падающий при азимутальных углах в 0°, 90°, 180° и 270°, с относительно меньшей вероятностью испускается в нормальном направлении.
Распределение углов силы света, испускаемого из модуля задней подсветки
Далее поясняется распределение углов силы света, испускаемого из модуля задней подсветки. Распределение углов получается посредством иллюстрации силы света, испускаемого из модуля задней подсветки при азимутальном угле от 0° до 360° и при полярном угле (θ) от 0° до 88°.
Как пояснено выше в отношении фиг.7a и т.д., в случае модуля 60 задней подсветки, в котором две призменных пластины размещаются таким образом, что оси призмы этих двух призменных пластин имеют азимутальные углы (Φ) в 90° и 0°, соответственно, свет, наклоненный при азимутальных углах (Φ) в 0°, 90°, 180° и 270°, с большой вероятностью испускается из модуля 60 задней подсветки.
Соответственно, в жидкокристаллическом устройстве 10 отображения настоящего варианта осуществления, азимутальные углы (Φ), при которых свет с большой вероятностью испускается по диагонали из модуля 60 задней подсветки (0°, 90°, 180° и 270°), не совпадают с азимутальными углами (Φ), при которых свет падает по диагонали на жидкокристаллический элемент 20 отображения и с большой вероятностью испускается из него в его нормальном направлении (45°, 135°, 225°, 315°), а совпадают с азимутальными углами (Φ), при которых свет падает по диагонали на жидкокристаллический элемент 20 отображения и с меньшей вероятностью испускается из него нормальном направлении (0°, 90°, 180° и 270°).
Соответственно, можно подавлять силу света, который падает по диагонали на жидкокристаллический элемент 20 отображения и затем испускается из него в нормальном направлении.
Следовательно, можно подавлять снижение контрастности при сохранении яркости в нормальном направлении посредством использования призменной пластины.
Плоскостная однородность и
ширина
полу
Далее поясняются плоскостная однородность и полуширина модуля 60 задней подсветки.
Прежде всего, жидкокристаллическое устройство 10 отображения предпочтительно выполнено таким образом, что свет, который является равномерно ярким в плоскости модуля 60 задней подсветки, выходит из модуля 60 задней подсветки так, что реализуется отображение, которое является равномерно ярким в плоскости жидкокристаллического устройства 10 отображения. А именно, модуль 60 задней подсветки является предпочтительно однородным поверхностным источником света.
Чтобы реализовывать такую характеристику, свет, выходящий из модуля 60 задней подсветки, должен иметь высокую способность к рассеянию. Чтобы реализовывать такую характеристику рассеяния, один возможный вариант заключается в том, чтобы обеспечить модуль 60 задней подсветки с рассеивающей пластиной (верхней рассеивающей пластиной или нижней рассеивающей пластиной либо верхней рассеивающей пластиной и нижней рассеивающей пластиной), имеющей высокую способность к рассеиванию.
ширина
Полу
Далее поясняется полуширина модуля 60 задней подсветки.
Модуль 60 задней подсветки по настоящему варианту осуществления имеет полуширину в 31°. Это поясняется ниже.
Измерительная система
Измерение полуширины может выполняться посредством использования измерительной системы для измерения силы света, испускаемого из модуля 60 задней подсветки.
Таким образом, как проиллюстрировано на фиг.6, в измерительной системе для измерения полуширины, сила света, испускаемого из измеряемых моделей, измеряется относительно всех азимутальных углов и всех полярных углов. Затем, на основе измерения определяется полуширина, которая является косым углом, при котором свет, испускаемый в конкретном направлении, имеет силу света, которая составляет половину от силы света, испускаемого в нормальном направлении измеряемой модели.
А именно определяется угол, при котором свет, испускаемый в наклонном направлении, имеет силу света, которая составляет половину от силы света, испускаемого в нормальном направлении.
Следует отметить, что измерительное устройство для выполнения измерения как упомянуто выше, не ограничено конкретным образом. Например, EZContrast 88 (название продукта, изготовленного компанией ELDIM) является применимым при таком измерении.
Модуль 60 задней подсветки выступает в качестве измеряемой модели, тем самым измеряя полуширину в модуле 60 задней подсветки.
Задания азимутального угла (Φ) и полярного угла (θ) описаны выше. Например, полярный угол (θ) указывает угол наклона от нормального направления поверхности (плоскости 80 выхода света) модуля 60 задней подсветки, выступающего в качестве измеряемой модели. Азимутальный угол (Φ) указывает угол вращения против часовой стрелки от горизонтального направления (направления справа влево, бокового направления) на плоскости измеряемой модели.
Верхняя рассеивающая пластина
Здесь следует отметить, что в настоящем варианте осуществления рассеивающая пластина, в которой свет, выходящий из модуля 60 задней подсветки, имеет полуширину в 31°, используется для верхней рассеивающей пластины 70. Последующее описание поясняет этот аспект.
Полуширина измерена для модуля 60 задней подсветки, который схематично проиллюстрирован на фиг.1 и выступает в качестве измеряемой модели. В частности, сила принимаемого света измерена в состоянии, в котором световодная пластина 64, нижняя рассеивающая пластина 72, первая призменная пластина 66, вторая призменная пластина 68 и верхняя рассеивающая пластина 70 расположены в слоях в этом порядке.
Азимутальный угол (Φ), при котором падает свет, задается в диапазоне от 0° до 360° и вычисляется среднее восьми полуширин, наблюдаемых каждые 45° относительно азимутального угла (Φ) в диапазоне (среднее в дальнейшем упоминается как "полуширина (0°-360°)").
Следует отметить, что в настоящем варианте осуществления рассеивающая пластина, которая имеет значение матовости в 55,0%, использована для верхней рассеивающей пластины 70, а рассеивающая пластина, которая имеет значение матовости в 74,5%, использована для нижней рассеивающей пластины 72.
Жидкокристаллическое устройство 10 отображения настоящего варианта осуществления выполнено так, чтобы иметь полуширину в 31°.
Следовательно, возможно подавлять силу света, падающего по диагонали на жидкокристаллический элемент 20 отображения. Это обеспечивает возможность подавления снижения контрастности.
Это дает возможность жидкокристаллическому устройству 20 отображения иметь высокую контрастность.
"Муар", сформированный вследствие взаимодействия между двумя различными периодическими шаблонами, т.е. между периодическим шаблоном шага пикселов жидкокристаллического элемента 20 отображения и периодическим шаблоном шага пазов призменной пластины, может регулироваться посредством обеспечения рассеивающей пластины (верхней рассеивающей пластины или нижней рассеивающей пластины либо верхней рассеивающей пластины и нижней рассеивающей пластины) между призменной пластиной и жидкокристаллическим элементом 20 отображения.
Дополнительно, в жидкокристаллическом устройстве 10 отображения настоящего варианта осуществления жидкокристаллический элемент 20 отображения и модуль 60 задней подсветки размещаются так, чтобы располагаться близко друг к другу. В частности, расстояние между жидкокристаллическим элементом отображения и модулем задней подсветки составляет около 1 мм.
Следовательно, несмотря на то, что такое близкое расположение с большой вероятностью увеличивает снижение контрастности вследствие косого света, возможно подавлять снижение контрастности.
Жидкокристаллический элемент 20 отображения и модуль 60 задней подсветки могут быть предусмотрены так, чтобы крепиться друг к другу (расстояние составляет 0 мм).
Второй вариант осуществления
Другой вариант осуществления настоящего изобретения поясняется ниже со ссылкой на фиг.9 и далее. Следует отметить, что конфигурация, которая не описывается в настоящем варианте осуществления, идентична конфигурации, описанной в первом варианте осуществления.
Жидкокристаллическое устройство 10 отображения настоящего варианта осуществления выполнено с возможностью дополнительно включать в себя отражательную поляризационную пленку с эффектом 40 повышения яркости по сравнению с конфигурацией жидкокристаллического устройства 10 отображения первого варианта осуществления.
А именно, как проиллюстрировано на фиг.9, который является видом в поперечном разрезе, схематично иллюстрирующим жидкокристаллическое устройство 10 отображения по настоящему варианту осуществления, жидкокристаллическое устройство 10 отображения настоящего варианта осуществления дополнительно включает в себя A-PCF (пленку для преобразования поляризации) (название продукта, изготовленного компанией NITTO DENKO CORPORATION) в качестве отражательной поляризационной пленки с эффектом 40 повышения яркости между (i) первой поляризующей пластиной 34 из двух поляризующих пластин (первой поляризующей пластины 34 и второй поляризующей пластины 36), которая ближе к модулю 60 задней подсветки, и (ii) модулем 60 задней подсветки.
Отражательная поляризационная пленка с эффектом повышения яркости
Здесь следует отметить, что отражательная поляризационная пленка с эффектом 40 повышения яркости упоминается как пленка, в которой, например, механизм, как описано ниже, вызывает увеличение света, который поступает в поляризующую пластину, смежную с пленкой.
Механизм для этого следующий. Например, в случае если поляризованный свет, который достигает отражательной поляризационной пленки с эффектом 40 повышения яркости, включает в себя P-волну и S-волну, отражательная поляризационная пленка с эффектом 40 повышения яркости вызывает (i) прохождение только одной из поляризованных волн, такой как P-волна, через себя и (ii) отражение оставшейся S-волны от себя. Когда отраженная S-волна рассеивается и отражается посредством модуля 60 задней подсветки и снова достигает отражательной поляризационной пленки с эффектом 40 повышения яркости, S-волна, отражаемая таким образом, частично изменяется на P-волну. Затем, отражательная поляризационная пленка с эффектом 40 повышения яркости вызывает прохождение P-волны, измененной таким образом, через себя. Такая операция многократно выполняется, так, что только P-волна, например, избирательно проходит через отражательную поляризационную пленку с эффектом 40 повышения яркости.
Следует отметить, что отражательная поляризационная пленка с эффектом 40 повышения яркости не ограничена A-PCF (название продукта). Например, D-BEF (название продукта: сокращение от "пленка для повышения яркости", изготовленная компанией Sumitomo 3M Limited), также может применяться. Также следует отметить, что эта отражательная поляризационная пленка с эффектом повышения яркости может упоминаться как отражающая пленка для поляризованного света или зеркальная пленка для поляризованного света.
Отражательная поляризационная пленка с эффектом повышения яркости и излучаемый свет
Первоначально, со ссылкой на фиг.10a, b, последующее описание поясняет разность в силе света, выходящего из модуля 60 задней подсветки, между (i) случаем, когда отражательная поляризационная пленка 40 с эффектом повышения яркости предусмотрена, и (ii) случаем, когда отражательная поляризационная пленка 40 с эффектом повышения яркости не предусмотрена.
На фиг.10a, b показаны диаграммы, иллюстрирующие силу света, выходящего из модуля 60 задней подсветки.
В частности, на фиг.10a, модуль 60 задней подсветки (см. фиг.1), т.е. слоистое изделие из световодной пластины 64, нижней рассеивающей пластины 72, первой призменной пластины 66, второй призменной пластины 68 и верхней рассеивающей пластины 70 служит в качестве измеряемой модели. На фиг.10a показана зависимость света, выходящего из плоскости 80 выхода света измеряемой модели в нормальном направлении, от азимутального угла (Φ) и полярного угла (θ).
В отличие от этого, на фиг.10b, измеряемая модель получается посредством использования A-PCF, служащей в качестве отражательной поляризационной пленки 40 с эффектом повышения яркости, на измеряемой модели. На фиг.10 показана зависимость света, выходящего из измеряемой модели в нормальном направлении, от азимутального угла (Φ) и полярного угла (θ) (аналогично фиг.10а).
На фиг.11a, b схематично показаны конфигурации слоев модулей 60 задней подсветки, используемых при измерениях, проиллюстрированных на фиг.10a, b, соответственно.
На фиг.11a, b показаны виды в поперечном разрезе, схематично иллюстрирующие конфигурации слоев модулей 60 задней подсветки. Результат измерения, проиллюстрированный на фиг.10а, получен относительно модуля 60 задней подсветки, конфигурация которого в поперечном разрезе проиллюстрирована на фиг.11а. Аналогично, результат измерения, проиллюстрированный на фиг.10b, получен относительно модуля 60 задней подсветки, конфигурация которого в поперечном разрезе проиллюстрирована на фиг.11b (этот модуль 60 задней подсветки включает в себя отражательную поляризационную пленку 40 с эффектом повышения яркости).
Следует отметить, что такие условия, как измерительная система для измерения сил света, соответствуют измерительной системе и т.п., описанной со ссылкой на фиг.6.
Как проиллюстрировано на фиг.10a, b, когда модуль 60 задней подсветки содержит отражательную поляризационную пленку 40 с эффектом повышения яркости, другими словами, когда модуль 60 задней подсветки выполнен таким образом, что свет пропускается через отражательную поляризационную пленку 40 с эффектом повышения яркости, предусмотрен более широкий диапазон косого света, который испускается по диагонали из модуля 60 задней подсветки на жидкокристаллический элемент 20 отображения и испускается из него в его нормальном направлении.
А именно, в случае модуля 60 задней подсветки, включающего в себя отражательную поляризационную пленку 40 с эффектом повышения яркости, свет испускается из плоскости 80 выхода света модуля 60 задней подсветки в широком диапазоне полярных углов (θ) в диапазоне практически всех азимутальных углов (Φ).
Расширение диапазона света, испускаемого из модуля 60 задней подсветки, в случае если отражательная поляризационная пленка 40 с эффектом повышения яркости предусмотрена, является значительным, в частности, в диапазоне косого угла (полярного угла (θ)) от 30° до 70°.
Согласно вышеприведенному описанию, в случае если отражательная поляризационная пленка 40 с эффектом повышения яркости предусмотрена между (i) модулем 60 задней подсветки и (ii) первой поляризующей пластиной 34 (поляризующей пластиной ближе к модулю 60 задней подсветки) жидкокристаллического элемента 20 отображения, большее количество косого света входит в жидкокристаллический элемент 20 отображения.
Свет, выходящий из жидкокристаллического устройства
отображения
Далее, последующее описание поясняет, как свет, выходящий из жидкокристаллического элемента 20 отображения в нормальном направлении, зависит от азимутального угла (Φ) и полярного угла (θ) падающего света фиг.12(a, b).
Здесь следует отметить, что на фиг.12а, жидкокристаллический элемент 20 согласно первому варианту осуществления, конфигурация которого схематично проиллюстрирована на фиг.1, служит в качестве измеряемой модели, и силы света измерены в нормальном направлении.
В отличие от этого, на фиг.12b жидкокристаллический элемент 20 отображения настоящего варианта осуществления, конфигурация которого схематично проиллюстрирована на фиг.9 (полученный посредством модификации жидкокристаллического элемента 20 отображения первого варианта осуществления так, чтобы дополнительно включать в себя A-PCF, служащей в качестве отражательной поляризационной пленки 40 с эффектом повышения яркости), служит в качестве измеряемой модели.
Фиг.12a, b иллюстрируют, какая разность существует между (i) жидкокристаллическим элементом 20 отображения, включающим в себя отражательную поляризационную пленку 40 с эффектом повышения яркости, и (ii) жидкокристаллическим элементом 20 отображения, не включающим в себя отражательную поляризационную пленку 40 с эффектом повышения яркости, с точки зрения зависимости света, выходящего из жидкокристаллического элемента 20 отображения в нормальном направлении, от азимутального угла (Φ) и полярного угла (θ) падающего света.
Следует отметить, что такие условия, как измерительная система для измерения сил принимаемого света, соответствуют измерительной системе и т.п., описанной со ссылкой на фиг.3a, b.
Как проиллюстрировано на фиг.12a, b, жидкокристаллический элемент 20 отображения, включающий в себя отражательную поляризационную пленку 40 с эффектом повышения яркости, с большей вероятностью вызывает испускание света, падающего при азимутальных углах (Φ) в 45°, 135°, 225° и 315° и при полярных углах (θ), в частности, 30°-70°, в нормальном направлении.
На фиг.13 показана диаграмма, иллюстрирующая разность, между (i) жидкокристаллическим элементом 20 отображения, включающим в себя отражательную поляризационную пленку 40 с эффектом повышения яркости, и (ii) жидкокристаллическим элементом 20 отображения, не включающим в себя отражательную поляризационную пленку 40 с эффектом повышения яркости, в свете, выходящем из жидкокристаллического элемента 20 отображения в нормальном направлении (вычитание при аналогичных условиях силы света, выходящей из жидкокристаллического элемента 20 отображения, включающего в себя отражательную поляризационную пленку 40 с эффектом повышения яркости, из силы света, выходящей из жидкокристаллического элемента 20 отображения, не включающего в себя отражательную поляризационную пленку 40 с эффектом повышения яркости).
Как проиллюстрировано на фиг.13, жидкокристаллический элемент 20 отображения, включающий в себя отражательную поляризационную пленку 40 с эффектом повышения яркости, с большей вероятностью вызывает испускание падающего света при азимутальных углах (Φ) в 45°, 135°, 225° и 315° и при полярном угле (θ) в 50°, в частности, в нормальном направлении.
Как описано выше, излучение такого косого света в нормальном направлении жидкокристаллического элемента 20 отображения имеет тенденцию вызывать снижение контрастности.
Следует отметить, что системы измерения и измеряемые модели для нахождения разности в интенсивности излучения для измерения, проиллюстрированного на фиг.13, соответствуют описанным ранее. Также следует отметить, что это измерение выполняется относительно жидкокристаллического элемента 20 отображения, который выполняет отображение черного изображения.
Жидкокристаллическое устройство отображения настоящего варианта осуществления
Как описано выше, когда отражательная поляризационная пленка 40 с эффектом повышения яркости предусмотрена между модулем 60 задней подсветки и жидкокристаллическим элементом 20 отображения, сила света, падающего по диагонали на жидкокристаллический элемент 20 отображения (света, падающего на жидкокристаллический элемент 20 отображения в направлении, которое с большой вероятностью вызывает испускание света из жидкокристаллического элемента 20 отображения в нормальном направлении), становится превышающей силу света, падающего на жидкокристаллический элемент 20 отображения в нормальном направлении, что приводит к снижению контрастности.
Соответственно, чтобы регулировать снижение контрастности, необходимо уменьшать большую величину косого света, когда отражательная поляризационная пленка 40 с эффектом повышения яркости предусмотрена, чем тогда, когда отражательная поляризационная пленка 40 с эффектом повышения яркости не предусмотрена.
В этом отношении, жидкокристаллическое устройство 10 отображения настоящего варианта осуществления выполнено с возможностью регулировать силу света, который испускается из модуля 60 задней подсветки и падает на жидкокристаллический элемент 20 отображения под углом, который с большой вероятностью вызывает испускание света из жидкокристаллического элемента 20 отображения в нормальном направлении. В частности, жидкокристаллическое устройство 10 отображения настоящего варианта осуществления выполнено так, чтобы управлять характеристикой силы света в направлении азимутального угла модуля 60 задней подсветки.
Используя уравнения вышеуказанное выражается следующим образом: полная сила S света, проходящего через жидкокристаллический элемент отображения в нормальном направлении, представляется посредством следующего уравнения
S=∫∫ L(θ, Φ)·T(θ, Φ) sin θ d θ d Φ ...уравнение (1)
где: L(θ, Φ) представляет характеристику силы света, испускаемого из модуля 60 задней подсветки (характеристику, показанную на фиг.7 и 10); T(θ, Φ) представляет коэффициент пропускания света относительно нормального направления жидкокристаллического элемента отображения, когда свет падает на жидкокристаллический элемент отображения по диагонали с диагональным направлением (θ, Φ); θ - представляет полярный угол, Φ - представляет азимутальный угол.
Согласно настоящему изобретению полная сила S света уменьшается посредством управления L(θ, Φ) в уравнении (1).
Далее, со ссылкой на фиг.14, поясняется эффект повышения контрастности в соответствии с настоящим изобретением. На фиг.14 показана передняя контрастность жидкокристаллического устройства отображения. На фиг.15 показано распределение силы света модуля задней подсветки, соответствующего фиг.14.
На фиг.14 показаны результаты измерения передней контрастности при условии, что A-PCF (называемая PCF на фиг.14 и 15) предусмотрена или не предусмотрена, при условии, что угол оси призменной пластины составляет (0°-180°, 90°-270°) или (45°-225°, 135°-315°), и при условии, что значение матовости верхней рассеивающей пластины составляет 32,5%, 55%, 76% или 81,4%. При измерении использован жидкокристаллический элемент отображения VA-режима с применением линейной поляризации, и оси поглощения первой и второй поляризующих пластин заданы равными 0° и 90°, соответственно.
Подчеркнутые цифры из контрастных значений, показанных на фиг.14, указывают, что контрастные значения повышаются, когда углы оси призменной пластины изменяются с (45°-225°, 135°-315°) на (0°-180°, 90°-270°).
Таким образом, в случае если A-PCF не предусмотрена, когда рассеивающая пластина имеет значения матовости в 55% и 76%, значение контраста увеличивается за счет изменения угла оси призменной пластины. В отличие от этого, в случае если A-PCF предусмотрена, когда светорассеивающая пластина имеет значение матовости в 32,5%, значение контраста увеличивается.
В случае если A-PCF не предусмотрена, когда верхняя рассеивающая пластина имеет более высокое значение матовости (например, 81,4%), зависимость от Φ характеристики L(θ, Φ) силы света, испускаемого из модуля задней подсветки (т.е. направленность к направлению азимутального угла, уменьшается, и сила L света относительно 0 значительно не изменяется независимо от азимутального угла Φ). Следовательно, изменение значения контраста, когда угол оси призменной пластины изменяется, является небольшим. Дополнительно, в случае, когда A-PCF предусмотрена, A-PCF делает зависимость характеристики L силы света (θ, Φ) от Ф небольшой. Следовательно, степень повышения контрастности за счет изменения угла оси призменной пластины меньше по сравнению со случаем, когда A-PCF не предусмотрена.
Примеры конфигураций
Ниже конкретно поясняются примеры конфигураций жидкокристаллического устройства 10 отображения настоящего изобретения со ссылкой на чертежи.
На фиг.16 показан общий вид примера жидкокристаллического устройства отображения (с линейной поляризацией VA-режима) 10. Как показано на фиг.16, жидкокристаллический элемент 10 отображения настоящего варианта осуществления выполнен таким образом, что ось P1 призмы первой призменной пластины 66 имеет азимутальный угол (Φ) в 90°, ось P2 призмы второй призменной пластины 68 имеет азимутальный угол (Φ) в 0°, направление H1 оси поглощения первой поляризующей пластины 34 имеет азимутальный угол (Φ) в 0°, а направление H2 оси поглощения второй поляризующей пластины 36 имеет азимутальный угол (Φ) в 90°.
Следовательно, возможно подавлять силу света, испускаемого из модуля 60 задней подсветки, в частности, в направлении полярного угла (θ) приблизительно в 50° при азимутальном угле (Φ) в 45°, 135°, 225° и 315°, который с большой вероятностью приводит к более низкой контрастности за счет света, падающего на жидкокристаллический элемент 20 отображения при азимутальном угле через отражательную поляризационную пленку 40 с эффектом повышения яркости.
Следовательно, можно подавлять снижение контрастности вследствие излучения такого косого света из жидкокристаллического элемента 20 отображения в нормальном направлении. В частности, по сравнению с конфигурацией, в которой направление, в котором сила излучаемого света является высокой согласно зависимости света, испускаемого из модуля 60 задней подсветки, от угла (азимутального угла (Φ) и полярного угла (θ)), является идентичным направлению, в котором свет, падающий по диагонали на жидкокристаллический элемент 20 отображения, с большой вероятностью испускается в нормальном направлении (низкоконтрастной конфигурацией), жидкокристаллическое устройство 10 отображения настоящего варианта осуществления, показанное на фиг.16, дает возможность повышения контрастности приблизительно на 3-4%.
Низкоконтрастная конфигурация здесь указывает конфигурацию, например, показанную на фиг.17. Фиг.17 - это вид в поперечном разрезе, схематично показывающий конфигурацию жидкокристаллического устройства 10 отображения.
Примером такой конфигурации (низкоконтрастной конфигурации) является конфигурация, в которой ось призмы призменной пластины и ось поглощения поляризующей пластины формируют угол 45° или 135°.
В частности, как показано на фиг.17, примером такой конфигурации является конфигурация, в которой ось P1 призмы первой призменной пластины 66 имеет азимутальный угол (Φ) в 45°, ось P2 призмы второй призменной пластины 68 имеет азимутальный угол (Φ) в 135°, направление H1 оси поглощения первой поляризующей пластины 34 имеет азимутальный угол (Φ) в 0°, и направление H2 оси поглощения второй поляризующей пластины 36 имеет азимутальный угол (Φ) в 90°.
Другая конфигурация
Настоящее изобретение не ограничено описанием вышеприведенных вариантов осуществления, а может изменяться специалистами в данной области техники в пределах объема формулы изобретения. Вариант осуществления на основе надлежащей комбинации технических средств, раскрытых в различных вариантах осуществления, включается в объем настоящего изобретения.
Ось призмы и ось поглощения
Например, вышеуказанная конфигурация направления оси призмы призменной пластины и направления оси поглощения поляризующей пластины такова, что ось P1 призмы первой призменной пластины 66 имеет азимутальный угол (Φ) в 90°, ось P2 призмы второй призменной пластины 68 имеет азимутальный угол (Φ) в 0°, направление H1 оси поглощения первой поляризующей пластины 34 имеет азимутальный угол (Φ) в 0°, и направление H2 оси поглощения второй поляризующей пластины 36 имеет азимутальный угол (Φ) в 90°, как показано на фиг.16.
Конфигурация настоящего изобретения не ограничена вышеуказанной конфигурацией, например, что оси P1 призмы и P2 вращаются на азимутальный угол (Φ) в 90°.
Таким образом, как показано на фиг.18, который является чертежом, схематично показывающим главную часть жидкокристаллического устройства 10 отображения согласно настоящему изобретению, конфигурация настоящего изобретения может быть такой, что ось P1 призмы первой призменной пластины 66 имеет азимутальный угол (Φ) в 0°, ось P2 призмы второй призменной пластины 68 имеет азимутальный угол (Φ) в 90°, направление H1 оси поглощения первой поляризующей пластины 34 имеет азимутальный угол (Φ) в 0°, и направление H2 оси поглощения второй поляризующей пластины 36 имеет азимутальный угол (Φ) в 90°.
Дополнительно, как показано на фиг.19, который является чертежом, схематично показывающим главную часть жидкокристаллического устройства 10 отображения настоящего изобретения, конфигурация настоящего изобретения может быть такой, что ось P1 призмы первой призменной пластины 66 имеет азимутальный угол (Φ) в 45°, ось P2 призмы второй призменной пластины 68 имеет азимутальный угол (Φ) в 135°, направление H1 оси поглощения первой поляризующей пластины 34 имеет азимутальный угол (Φ) в 135°, и направление H2 оси поглощения второй поляризующей пластины 36 имеет азимутальный угол (Φ) в 45°.
В конфигурации, показанной на фиг.19, направление H2 оси поглощения второй поляризующей пластины 36 ближе к зрителю V жидкокристаллического устройства 10 отображения не является так называемым направлением оси, таким как азимутальный угол (Φ) в 0° или 90°, а наклонено относительно направления оси.
Следовательно, даже когда зритель V жидкокристаллического устройства 10 отображения носит поляризованные темные очки 90, изображение, отображаемое посредством жидкокристаллического устройства 10 отображения, не блокируется полностью посредством поляризованных темных очков 90.
Таким образом, в случае если зритель V носит поляризованные темные очки 90, если ось поглощения поляризованных темных очков 90 и направление H2 оси поглощения второй поляризующей пластины 36 пересекают друг друга под прямым углом, зритель V не может видеть изображение, отображаемое посредством жидкокристаллического устройства 10 отображения.
Зачастую имеет место то, что ось поглощения поляризованных темных очков 90 находится в направлении G1 или G2 с двумя стрелками. Таким образом, зачастую имеет место то, что ось поглощения поляризованных темных очков 90 располагается в вертикальном направлении G1 или горизонтальном направлении G2, когда зритель V носит поляризованные темные очки 90.
В этом отношении, как показано на фиг.19, когда направление H2 оси поглощения второй поляризующей пластины 36 находится в направлении, в котором азимутальный угол (Φ) составляет 45°, даже если ось поглощения поляризованных темных очков 90 располагается в вертикальном направлении G1 или горизонтальном направлении G2, зритель V не испытывает такую проблему, что изображение, отображаемое посредством жидкокристаллического устройства 10 отображения, может быть вообще невидимым.
Режим жидкокристаллического устройства отображения
Вышеприведенное описание поясняет линейную поляризацию режима вертикального выравнивания. Режим жидкокристаллического устройства отображения настоящего изобретения не ограничен этим. Из жидкокристаллических устройств отображения с режимом вертикального выравнивания так называемый тип с круговой поляризацией также является применимым. Круговая поляризация выполнена так, что: молекулы жидких кристаллов не подвергаются многодоменному выравниванию, а всенаправленно выравниваются при помощи заклепки и т.п.; и фазовые пластины, такие как пластины λ/4, предусмотрены между жидкокристаллическим слоем и соответствующими поляризующими пластинами. Следует отметить, что разности между вышеуказанной линейной поляризацией и круговой поляризацией описываются ниже со ссылкой на фиг.21.
Следует отметить, что настоящее изобретение также является применимым, например, в TN (твист-нематическом) режиме и режиме IPS (планарной коммутации), а так же режиме вертикального выравнивания.
Здесь следует отметить, что характеристики рассеяния косого света вышеприведенных режимов жидкокристаллического устройства отображения поясняются ниже со ссылкой на (a)-(e) по фиг.20.
Фиг.20a-e - это диаграммы, иллюстрирующие характеристики рассеяния света соответствующих режимов жидкокристаллического устройства отображения. Последующее описание конкретно поясняет этот аспект.
Фиг.20a-e иллюстрируют зависимости сил света, выходящего из нормального направления в измеряемых моделях, от направления падения (азимутального угла (Φ) и полярного угла (θ)). Измеряемая модель на фиг.20a включает в себя поляризующие пластины, которые предусмотрены с обеих сторон стеклянной подложки так, что их соответствующие оптические оси пересекают друг друга под прямым углом (в соотношении скрещенных призм Николя). Измеряемая модель на фиг.20b имеет круговую поляризацию (уже описана) жидкокристаллического элемента отображения с режимом вертикального выравнивания. Измеряемая модель на фиг.20с включает в себя жидкокристаллический элемент отображения с применением IPS-режима. Измеряемая модель на фиг.20d включает в себя жидкокристаллический элемент отображения с применением TN-режима. Измеряемая модель на фиг.20e - это жидкокристаллический элемент отображения с режимом вертикального выравнивания с линейной поляризацией, описанный в вышеописанных вариантах осуществления.
Как проиллюстрировано на фиг.20a-e, косой свет с большей вероятностью испускается в нормальном направлении в измеряемых моделях, включающих в себя жидкокристаллические слои фиг.20b-e по сравнению с измеряемой моделью, не включающей в себя жидкокристаллический слой, а включающей в себя только стеклянную подложку и поляризующие пластины (см. (A) на фиг.20a).
Соответственно, как описано выше, управление направлением света, выходящего из задней подсветки, позволяет предотвращать снижение контрастности.
Дополнительно, как проиллюстрировано на фиг.20e, косой свет с большей вероятностью испускается в нормальном направлении при линейной поляризации режима вертикального выравнивания. Как результат, эффект настоящего изобретения по предотвращению снижения контрастности является более существенным при линейной поляризации.
Здесь следует отметить, что круговая поляризация и линейная поляризация поясняются ниже со ссылкой на фиг.21, иллюстрирующую различие между этими двумя типами режима вертикального выравнивания.
Как проиллюстрировано на фиг.21, жидкие кристаллы (молекулы жидких кристаллов) жидкокристаллического слоя всенаправленно выравниваются с центрированием вокруг выступа, такого как заклепка, при типе круговой поляризации режима вертикального выравнивания.
В отличие от этого, жидкокристаллический слой разделяется на множество областей R выравнивания при виде сверху в линейной поляризации режима вертикального выравнивания. Здесь следует отметить, что область выравнивания упоминается как область, в которой жидкие кристаллы (молекулы жидких кристаллов) выравниваются в направлении, отличном от направления, в котором выравниваются жидкие кристаллы (молекулы жидких кристаллов) части, смежной с областью. Фиг.21 иллюстрирует пример четырехдоменного выравнивания.
Круговая поляризация и линейная поляризация различаются конфигурацией слоя жидкокристаллического элемента отображения в соответствии с различием конфигурации жидкокристаллического слоя. А именно, при линейной поляризации только поляризующие пластины предусмотрены с обеих сторон жидкокристаллического слоя, соответственно. В отличие от этого, при круговой поляризации фазовые пластины, такие как пластины λ/4 (круговые поляризующие пластины) в дополнение к поляризующим пластинам предусмотрены с обеих сторон жидкокристаллического слоя (жидкокристаллической панели), соответственно.
В частности, например, фазовые пластины предусмотрены с обеих сторон жидкокристаллического слоя, соответственно, и затем поляризующие пластины предусмотрены на внешних сторонах соответствующих фазовых пластин.
Линейная поляризация режима вертикального выравнивания, в общем, имеет более высокую контрастность, чем круговая поляризация режима вертикального выравнивания. Как результат, задняя подсветка настоящего изобретения более эффективно функционирует при линейной поляризации, чем при круговой поляризации.
Следует отметить, что условия измерения, такие как измерительная система, используемая при измерении сил света, результаты которых показаны на фиг.20a-e, аналогичны условиям, описанным ранее со ссылкой на фиг.3a и b и т.п.
Далее со ссылкой на фиг.22, показывающий конфигурации и т.д. поляризующих пластин отдельных режимов жидких кристаллов, поясняется азимутальный угол, при котором косой свет не должен падать в отдельных режимах работы жидких кристаллов.
Фиг.22 показывает характерные примеры позиций поляризующих пластин и азимутальные углы, определенные на основе чертежа характеристик рассеяния как азимутальные углы, при которых косой свет не должен падать, относительно каждого из режимов жидких кристаллов, поясненных выше в отношении фиг.20b-d.
В VA-режиме с применением линейной поляризации и TN-режиме, азимутальный угол (Φ), в котором не должен падать косой свет, составляет 45° от оси поглощения поляризующей пластины. Тем не менее, предпочтительный угол оси поглощения поляризующей пластины является различным между VA-режимом с применением линейной поляризации и TN-режимом.
В отличие от этого, в VA-режиме с применением круговой поляризации азимутальный угол (Φ), в котором не должен падать косой свет, составляет не 45° от оси поглощения поляризующей пластины, а 0, 180, 90 и 270°, в частности, 0° и 180°, в случае если ось поглощения поляризующей пластины на задней стороне (первой поляризующей пластины 34) расположена при 63°, а ось поглощения поляризующей пластины передней стороны (второй поляризующей пластины 36) расположена при -27°.
Дополнительно, в IPS-режиме, зависимость характеристики рассеяния от направления азимутального угла конкретно не обнаружена. Жидкокристаллический элемент отображения IPS-режима не включает в себя фазовые пластины.
Другие
Вышеприведенное описание поясняет призменную пластину, которая имеет треугольные пазы. Пазы призменной пластины не ограничены этим по форме и также могут быть округлены и состоять из полукруглых точек максимума и точек минимума.
Кроме того, в вышеприведенном описании, число используемых призменных пластин составляет две. Призменные пластины не ограничены этим числом. Например, применимыми также являются варианты без призменных пластин или с одной (1) призменной пластиной.
Кроме того, в вышеприведенном описании, две рассеивающие пластины, т.е. верхняя рассеивающая пластина 70 и нижняя рассеивающая пластина 72, предусмотрены в модуле 60 задней подсветки. Только одна из верхней рассеивающей пластины 70 и нижней рассеивающей пластины 72 может быть предусмотрена в модуле 60 задней подсветки.
Дополнительно, в вышеприведенном описании, верхняя рассеивающая пластина 70 и нижняя рассеивающая пластина 72 изготовлены из одного материала. Верхняя рассеивающая пластина 70 и нижняя рассеивающая пластина 72 также могут быть изготовлены из различных материалов.
Промышленная применимость
Модуль задней подсветки и жидкокристаллическое устройство отображения настоящего изобретения, которые допускают реализацию высококонтрастного отображения, предпочтительно подходят для использования в вариантах применения устройства отображения, которые должны реализовывать отображение высокой четкости.
Список номеров ссылок
10 - жидкокристаллическое устройство отображения
20 - жидкокристаллический элемент отображения
22 - жидкокристаллический слой
34 - первая поляризующая пластина (поляризующая пластина на стороне падения)
H1 - направление оси поглощения (ось поглощения)
36 - вторая поляризующая пластина (поляризующая пластина на стороне выхода)
H2 - направление оси поглощения (ось поглощения)
40 - отражательная поляризационная пленка с эффектом повышения яркости
60 - модуль задней подсветки
64 - световодная пластина
66 - первая призменная пластина (призменная пластина)
67 - паз
P1 - направление паза (ось призмы)
68 - вторая призменная пластина (призменная пластина)
69 - паз
P2 - направление паза (ось призмы)
70 - верхняя рассеивающая пластина (рассеивающая пластина)
72 - нижняя рассеивающая пластина (рассеивающая пластина)
80 - плоскость выхода света
R - ориентационная область.