專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置，更具體地說涉及一種可在不利用雙折射的情況下以明亮狀態(tài)顯示背景的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
能夠呈現(xiàn)多種光學(xué)狀態(tài)的記憶液晶具有這樣一種特性(記憶特性)，即即使對(duì)其不施加電壓，其也繼續(xù)保持一種特定狀態(tài)。當(dāng)這種記憶液晶被用于液晶顯示裝置時(shí)，可控制該裝置在無需施加電壓的情況下繼續(xù)顯示特定圖像。在使用記憶液晶比如鐵電液晶的顯示面板中，利用記憶特性并且以這樣的方式，即僅驅(qū)動(dòng)顯示需要被更新的部分的掃描電極而不驅(qū)動(dòng)顯示不必被更新的部分的顯示電極的方式執(zhí)行控制是已知的(作為示例，見專利文件1)。
可以反射和透射顯示模式工作的透反射液晶顯示裝置也是已知的(作為示例，見專利文件2)。透反射液晶顯示裝置包括在其之間設(shè)置有扭曲向列液晶(TN液晶)(其工作以將入射光的偏振面旋轉(zhuǎn)90度)的一對(duì)基板、安裝在基板之一上的偏振片、安裝在另一基板上的具有反射軸和透射軸的反射偏振片、設(shè)置在反射偏振片的外側(cè)上的半透射吸收層、和安裝在半透射吸收層的外側(cè)上的輔助光源。
在透反射液晶顯示裝置中，當(dāng)在輔助光源被斷開而實(shí)現(xiàn)的反射顯示模式下時(shí)，偏振片被排列使得在H電平電壓被施加到TN液晶的接通(ON)狀態(tài)下(TN液晶處于透射狀態(tài))產(chǎn)生暗顯示狀態(tài)，隨后當(dāng)通過接通輔助光源實(shí)現(xiàn)透射顯示模式時(shí)，在H電平電壓被施加到TN液晶的接通狀態(tài)下(TN液晶處于透射狀態(tài))產(chǎn)生亮顯示模式。這是因?yàn)?，?dāng)TN液晶被設(shè)置為透射狀態(tài)、輔助光源被斷開時(shí)，由于觀察者觀察到的斷開的輔助光源的表面顏色，顯示器顯得較暗，而當(dāng)TN液晶被設(shè)置為透射狀態(tài)、輔助光源被接通時(shí)，由于觀察者觀察到來自輔助光源的光，顯示器顯得較亮。即，問題在于即使相同電平的電壓被施加到TN液晶，暗顯示也取決于輔助光源的接通/斷開被反轉(zhuǎn)。因此，為了防止暗顯示的反轉(zhuǎn)，在現(xiàn)有技術(shù)中已實(shí)行了轉(zhuǎn)換要被施加到TN液晶的電壓的方法(例如，從H電平到L電平)。
專利文件1日本未決專利申請公布No.H02-131286(第11和12頁和圖12)專利文件2日本專利申請公布No.3485541發(fā)明內(nèi)容然而，在透反射液晶顯示裝置中，關(guān)于應(yīng)該如何按照意圖定向或配向偏振片、反射偏振片和液晶中的液晶分子，還沒有什么建議。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種其中偏振片、反射偏振片和液晶中的液晶分子被適當(dāng)?shù)囟ㄏ蚧蚺湎虻耐阜瓷湟壕э@示裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種可在不利用雙折射的情況下產(chǎn)生亮顯示狀態(tài)的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一種液晶顯示裝置包括第一基板；第二基板；反射偏振片，其被安裝在第一基板上并且具有相互成直角的第一透射軸和第一反射軸，用于透射在與第一透射軸平行的平面內(nèi)振動(dòng)的線性偏振光，以及用于反射在與第一反射軸平行的平面內(nèi)振動(dòng)的線性偏振光；偏振片，其被安裝在第二基板上并且具有第二透射軸，用于透射在與第二透射軸平行的平面內(nèi)振動(dòng)的線性偏振光；和液晶層，其被設(shè)置在第一和第二基板之間，并具有通過利用雙折射使得入射光的偏振方向改變的第一模式，和不利用雙折射從而不使入射光的偏振方向改變的第二模式，其中，通過向液晶層施加電壓，顯示狀態(tài)在亮顯示狀態(tài)和暗顯示狀態(tài)之間被轉(zhuǎn)換，并且通過在第二模式下驅(qū)動(dòng)液晶層，亮顯示狀態(tài)被產(chǎn)生。
最好，在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置中，通過使通過偏振片的第二透射軸進(jìn)入的環(huán)境光在反射偏振片被反射，以及通過使反射光通過液晶層返回并從偏振片射出，產(chǎn)生亮顯示狀態(tài)。
還最好，在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置中，第一透射軸和第二透射軸基本上相互成直角地被排列。
最好，在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置中，液晶層在沒有施加的電壓時(shí)保持第一和第二穩(wěn)態(tài)之一或之另一，并且第一和第二穩(wěn)態(tài)之一或之另一被設(shè)置為第二模式。即，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置使用所謂的記憶液晶被構(gòu)成。
還最好，在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置中，在第二穩(wěn)態(tài)下，液晶分子以與第二透射軸基本上平行的方向被定向。
還最好，在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置中，在第一穩(wěn)態(tài)下，液晶分子以與液晶分子在第二穩(wěn)態(tài)下被定向的方向傾斜大約45度的方向被定向。
最好，在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置中，液晶層為垂直定向的液晶層，并且具有其中液晶分子在第一和第二基板之間被基本上垂直地定向的第一狀態(tài)和其中液晶分子相對(duì)于第二透射軸傾斜規(guī)定角度的第二狀態(tài)，并且其中第一狀態(tài)被設(shè)置為第二模式。
最好，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置還包括安裝在所述反射偏振片外部的輔助光源，并且所述液晶層在所述輔助光源被斷開的情況下在第二模式下被驅(qū)動(dòng)。
最好，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置還包括安裝在所述反射偏振片外部的輔助光源，并且所述液晶層在所述輔助光源被接通的情況下在第二模式下被驅(qū)動(dòng)。
最好，在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置中，通過使得從所述輔助光源發(fā)出并通過所述反射偏振片的所述第一透射軸進(jìn)入所述液晶層的光通過所述偏振片的所述第二透射軸并在觀察者側(cè)射出，亮顯示狀態(tài)被產(chǎn)生。
最好，在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置中，第一透射軸和第二透射軸基本上相互平行地被排列。
根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置最好還包括安裝在反射偏振片外部的輔助光源；和置于在反射偏振片和輔助光源之間的、用于吸收某一光譜區(qū)的光的光吸收層。按照這種配置，當(dāng)記憶液晶被設(shè)置在透射模式下而輔助光源被斷開時(shí)，將在記憶液晶顯示器上觀察到的輔助光源的表面顏色會(huì)顯得更暗。
根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置最好還包括安裝在反射偏振片外部的輔助光源；和置于在反射偏振片和輔助光源之間的、用于吸收可見區(qū)的部分光的光吸收層。按照這種配置，當(dāng)記憶液晶被設(shè)置在透射模式下而輔助光源被斷開時(shí)，將在記憶液晶顯示器上觀察到的輔助光源的表面顏色會(huì)顯得更暗。
根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置最好還包括安裝在反射偏振片外部的輔助光源，并且輔助光源被設(shè)置有反射可見區(qū)的部分光的反射層。
最好，在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置中，液晶層為垂直定向的液晶層，并且具有其中液晶分子在第一和第二基板之間被基本上垂直地定向的第一狀態(tài)和其中液晶分子相對(duì)于第二透射軸傾斜規(guī)定角度的第二狀態(tài)。即，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置使用所謂的垂直定向液晶被構(gòu)成。
最好，在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置中，當(dāng)液晶層被保持在第一狀態(tài)時(shí)，液晶層被設(shè)置在第二模式下。
根據(jù)本發(fā)明，由于在不利用液晶的雙折射的情況下產(chǎn)生了白色顯示狀態(tài)，因此清晰地顯示白色成為可能。當(dāng)亮顯示區(qū)較大時(shí)(即，當(dāng)背景顏色被設(shè)置為白色時(shí))，效果尤其顯著。如果該配置被用來在不利用液晶的雙折射的情況下產(chǎn)生黑色顯示狀態(tài)，則黑色可被清晰地顯示，但是，由于其自身的特性在黑色顯示狀態(tài)下不均勻性不太明顯，因此效果不如白色顯示狀態(tài)情況下那樣顯著。
根據(jù)本發(fā)明，在使用記憶液晶的透反射液晶顯示裝置中，接近黑色的暗顯示狀態(tài)可在不使用輔助光源的反射模式下正常產(chǎn)生顯示的應(yīng)用中被實(shí)現(xiàn)。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在使用記憶液晶的透反射液晶顯示裝置中，接近黑色的暗顯示狀態(tài)可在使用輔助光源的透射模式下正常產(chǎn)生顯示的應(yīng)用中被實(shí)現(xiàn)。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在使用記憶液晶的透反射液晶顯示裝置中，可在不使用輔助光源的反射模式下正常產(chǎn)生顯示的應(yīng)用中被實(shí)現(xiàn)避免了不均勻性的良好亮顯示狀態(tài)。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的配置的方框圖。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的液晶面板的結(jié)構(gòu)的示例的圖。
圖3是示出根據(jù)第一實(shí)施例的液晶面板中的偏振片和反射偏振片之間的關(guān)系的圖。
圖4(a)是示出根據(jù)針對(duì)其中輔助光源被斷開的情況的第一實(shí)施例的光透射率和施加到液晶面板的電壓之間的關(guān)系的圖；圖4(b)是示出根據(jù)針對(duì)其中輔助光源被接通的情況的第一實(shí)施例的光透射率和施加到液晶面板的電壓之間的關(guān)系的圖。
圖5(a)是示出當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的液晶面板被用于手表時(shí)的顯示示例的圖；圖5(b)是示出液晶面板顯示被反轉(zhuǎn)的情況的圖。
圖6(a)是示出當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的液晶面板被用于移動(dòng)電話時(shí)的顯示示例的圖；圖6(b)是示出液晶面板顯示被反轉(zhuǎn)的情況的圖。
圖7(a)是示出施加到掃描電極13a的掃描電壓波形的示例的圖；圖7(b)是示出施加到信號(hào)電極13b的信號(hào)電壓波形的示例的圖；圖7(c)是示出表示(a)和(b)的和的和電壓波形的圖。
圖8是示出根據(jù)第二實(shí)施例的液晶面板中的偏振片和反射偏振片之間的關(guān)系的圖。
圖9(a)是示出根據(jù)針對(duì)其中輔助光源被斷開的情況的第二實(shí)施例的光透射率和施加到液晶面板的電壓之間的關(guān)系的圖；圖9(b)是示出根據(jù)針對(duì)其中輔助光源被接通的情況的第二實(shí)施例的光透射率和施加到液晶面板的電壓之間的關(guān)系的圖。
圖10是示出根據(jù)第三實(shí)施例的液晶面板中的偏振片和反射偏振片之間的關(guān)系的圖。
圖11是用于說明液晶分子的狀態(tài)的圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照

根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置100。
圖1是示出液晶顯示裝置100的基本結(jié)構(gòu)的方框圖，液晶顯示裝置100為在此說明的幾個(gè)實(shí)施例所公用。
液晶顯示裝置100包括液晶面板20、控制部分21、驅(qū)動(dòng)電壓波形控制電路22、用于將電壓波形施加到布置在液晶面板20內(nèi)的掃描電極13a的掃描驅(qū)動(dòng)電壓波形產(chǎn)生電路23、用于將電壓波形施加到布置在液晶面板20內(nèi)的信號(hào)電極13b的信號(hào)驅(qū)動(dòng)電壓波形產(chǎn)生電路24、包含電源比如太陽能電池或二次電池的電源部分25、顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分27、RAM 30、ROM 31和時(shí)鐘電路50。
此外，液晶顯示裝置100包括安裝在液晶面板20后面的輔助光源60、用于控制輔助光源60的接通/斷開操作的輔助光源控制電路61、和用于使得用戶能夠設(shè)置輔助光源60接通和斷開的輔助光源開關(guān)62。盡管在圖1中未明確示出，但液晶顯示裝置100的各構(gòu)成部件被配置成能夠從電源部分25得到供電。
控制部分21按照預(yù)先存儲(chǔ)在RAM 30或ROM 31中的程序、利用從時(shí)鐘電路50接收的時(shí)間信息等創(chuàng)建顯示數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分27中，并且向驅(qū)動(dòng)電壓波形控制電路22提供控制信號(hào)，使得對(duì)應(yīng)于時(shí)間信息的顯示數(shù)據(jù)被呈現(xiàn)顯示在液晶面板20上。
這里，當(dāng)用戶例如在較低環(huán)境光環(huán)境下接通輔助光源開關(guān)62來觀看液晶顯示裝置100時(shí)，控制部分21控制輔助光源控制電路61，該輔助光源控制電路61于是接通輔助光源60。
此外，在檢測到輔助光源開關(guān)62的接通狀態(tài)時(shí)，控制部分21控制驅(qū)動(dòng)電壓波形控制電路22以反轉(zhuǎn)鐵電液晶10的極性，從而執(zhí)行控制，使得液晶面板20上的顯示不會(huì)被輔助光源60的接通/關(guān)閉操作反轉(zhuǎn)。
下面將說明第一實(shí)施例。
圖2示出根據(jù)第一實(shí)施例的液晶面板20連同輔助光源60的橫截面圖。
根據(jù)第一實(shí)施例的液晶面板20包括第一透明玻璃基板11a、第二透明玻璃基板11b、形成在第一透明玻璃基板11a上的掃描電極13a、形成在第二透明玻璃基板11b上的信號(hào)電極13b、沉積在掃描電極13a上并經(jīng)過摩擦處理的聚合定向膜(polymeric alignment film)14a、沉積在信號(hào)電極13b上并經(jīng)過摩擦處理的聚合定向膜14b、設(shè)置在第一和第二透明基板11a和11b之間并由密封部件12密封的鐵電液晶10、設(shè)置在第一透明基板11a的外側(cè)上的反射偏振片16和設(shè)置在第二透明基板11b的外側(cè)上的偏振片15。
這里，由Clariant制造的“FELIX 501”被用作鐵電液晶10。設(shè)置在第一和第二透明玻璃基板11a和11b之間的鐵電液晶10厚度約為1.7μm。
反射偏振片16由聚酯樹脂等的多層膜形成，并且具有相互成直角定位的透射軸和反射軸。反射偏振片16具有透射在平行于透射軸的平面內(nèi)振動(dòng)的線性偏振光和反射在平行于反射軸的平面內(nèi)振動(dòng)的線性偏振光的功能。
在圖2中，箭頭A表示從外部入射在液晶面板20上的環(huán)境光，箭頭B表示從輔助光源60入射在液晶面板20上的光。
因?yàn)镋L元件的較低電力消耗和較薄結(jié)構(gòu)，所以，使用有機(jī)電致發(fā)光(EL)元件作為發(fā)光設(shè)備的背光被用作輔助光源60，該輔助光源60被置于液晶面板20的反射偏振片16的下面。輔助光源也可由其它種類的發(fā)光設(shè)備構(gòu)成。
為了便于說明，在圖2中僅示出5個(gè)掃描電極13a，但實(shí)際上，在本實(shí)施例中，通過在液晶面板20的整個(gè)區(qū)域上構(gòu)圖(pattern)透明導(dǎo)電膜，形成40個(gè)掃描電極13a。此外，通過以與掃描電極13a以直角相交的方式在液晶面板20的整個(gè)區(qū)域上構(gòu)圖透明導(dǎo)電膜，形成50個(gè)信號(hào)電極13b。因此，液晶面板20具有各自位于掃描電極13a和信號(hào)電極13b之間的相交點(diǎn)的像素(總計(jì)2000個(gè)像素)。
圖3示出根據(jù)第一實(shí)施例的液晶面板20中的偏振片15和反射偏振片16的排列。
如圖3中所示，偏振片15的透射軸(a1)與反射偏振片16的透射軸(b1)基本上成直角被定向。當(dāng)沒有施加電壓時(shí)，鐵電液晶具有兩種穩(wěn)態(tài)，第一穩(wěn)態(tài)和第二穩(wěn)態(tài)。在圖3中，鐵電液晶10被安排成使得在第二穩(wěn)態(tài)下，液晶分子的長軸平行于偏振片15的透射軸(a1)被定向(align)。這里，第一或第二穩(wěn)態(tài)下的液晶分子的長軸，無論哪個(gè)是適當(dāng)?shù)?，均可平行于透射軸(a1)被定向。此外，如圖3中所示，在鐵電液晶10的第一穩(wěn)態(tài)下，每個(gè)液晶分子的長軸相對(duì)于第二穩(wěn)態(tài)下的鐵電液晶10的每個(gè)液晶分子的長軸被傾斜錐角θ1；即，長軸繞液晶錐形轉(zhuǎn)到不同于第二穩(wěn)態(tài)下長軸的位置。在圖3中，箭頭17指示定向膜的定向方向，其精確地位于第一穩(wěn)態(tài)的定向方向和第二穩(wěn)態(tài)的定向方向中間。
在根據(jù)第一實(shí)施例的鐵電液晶10中，錐角(θ1)被選定為大約45°。這是因?yàn)楫?dāng)鐵電液晶利用雙折射時(shí)，入射在鐵電液晶上的光量(Iin)和從鐵電液晶射出的光量(Iout)之間的關(guān)系通常通過下面的方程式(1)表示，當(dāng)錐角(θ1)為45°時(shí)，射出光量變成最大。
Iout＝Iin·sin22θ·sin2(R/λ)π (1)其中R表示延遲(retardation)，λ表示入射在鐵電液晶上的光的波長。
這里，即使錐角(θ1)被設(shè)置為45°，當(dāng)利用雙折射時(shí)，Iout也不會(huì)等于Iin，因?yàn)橛捎谘舆t出現(xiàn)了衰減。
圖4示出根據(jù)第一實(shí)施例的液晶面板20中的光的透射率和施加到鐵電液晶10的電壓的極性之間的關(guān)系。
圖4(a)示出針對(duì)其中輔助光源60被斷開的情況的圖，而圖4(b)示出針對(duì)其中輔助光源60被接通的情況的圖。在每個(gè)圖中，水平軸表示利用掃描電極13a作為基準(zhǔn)、在液晶面板20中的掃描電極13a和信號(hào)電極13b之間施加的電壓(V)(即施加在鐵電液晶10上的電壓)，垂直軸表示液晶面板20的透射率。
參照圖4(a)，將針對(duì)其中輔助光源60被斷開的情況進(jìn)行描述。
由于在第二穩(wěn)態(tài)下的液晶分子平行于透射軸(a1)被定向，因此當(dāng)通過反轉(zhuǎn)施加的電壓的極性，鐵電液晶10被轉(zhuǎn)換到第一穩(wěn)態(tài)時(shí)，鐵電液晶10中的液晶分子的長軸的定向方向偏離偏振片15的透射軸(a1)和反射偏振片16的透射軸(b1)。即，鐵電液晶10中的液晶分子的長軸的定向方向相對(duì)于透射軸(a1)被傾斜角度θ1(大約45°)。在與偏振片15的透射軸(a1)平行的平面內(nèi)振動(dòng)的環(huán)境光A進(jìn)入液晶面板20，在液晶面板20，由于鐵電液晶10的雙折射，振動(dòng)面被旋轉(zhuǎn)，以便變?yōu)榕c反射偏振片16的透射軸(b1)基本上平行；因此，光通過液晶面板20(透射狀態(tài))并且被輔助光源60的表面反射。通常，輔助光源60的表面顏色暗，因此，當(dāng)輔助光源60被斷開時(shí)，在第一穩(wěn)態(tài)下通過液晶面板20并且通過反射被返回的光在液晶面板20上顯示較暗，因?yàn)橛^察者觀察到的是輔助光源60的較暗的表面顏色。在圖4(a)中，此時(shí)的透射率被指示為Tl1-OFF。通過利用雙折射改變?nèi)肷涔獾钠穹较虻哪Ｊ綄⒈环Q作第一模式。在本實(shí)施例中，當(dāng)鐵電液晶呈現(xiàn)第一穩(wěn)態(tài)時(shí)，裝置以第一模式工作。
當(dāng)通過反轉(zhuǎn)所施加電壓的極性，鐵電液晶10被轉(zhuǎn)換到第二穩(wěn)態(tài)時(shí)，鐵電液晶10中的液晶分子的長軸平行于偏振片15的透射軸(a1)定向。在該狀態(tài)下，鐵電液晶10允許入射光通過。由于在與透射軸(a1)平行的平面內(nèi)振動(dòng)并且進(jìn)入液晶面板20的環(huán)境光A具有與反射偏振片16的透射軸(b1)基本上垂直的振動(dòng)面，因此，光被反射偏振片16的反射軸反射(反射狀態(tài))。從而，當(dāng)輔助光源60被斷開時(shí)，在第二穩(wěn)態(tài)下，通過液晶面板20的光被反射偏振片16的反射軸反射，在液晶面板20上產(chǎn)生亮顯示。在圖4(a)中，此時(shí)的透射率被指示為Th1-OFF。不利用雙折射并從而不導(dǎo)致入射光的偏振方向改變的模式將被稱作第二模式。在本實(shí)施例中，當(dāng)鐵電液晶呈現(xiàn)第二穩(wěn)態(tài)時(shí)，裝置以第二模式工作。
如上所述，在輔助光源60被斷開的情況下，當(dāng)施加到鐵電液晶10的電壓被增加(超過在該電壓透射率開始增加的電壓V1)到在該電壓透射率的增加達(dá)到飽和的電壓V2(正閾值)時(shí)，即使在施加的電壓被去除之后(即，施加0V)，鐵電液晶10也在此之后保持第一鐵電狀態(tài)，從而液晶面板20保持暗顯示狀態(tài)。另一方面，當(dāng)施加到鐵電液晶10的電壓被降低(低于在該電壓透射率開始降低的電壓V3)到在該電壓透射率的降低達(dá)到飽和的電壓V4(負(fù)閾值)時(shí)，即使在施加的電壓被去除之后(即，施加0V)，鐵電液晶10也在此之后保持第二鐵電狀態(tài)，從而液晶面板20保持亮顯示狀態(tài)。
參照圖4(b)，將針對(duì)其中輔助光源60被接通的情況進(jìn)行描述。
當(dāng)通過反轉(zhuǎn)施加的電壓的極性，鐵電液晶10被轉(zhuǎn)換到第一穩(wěn)態(tài)時(shí)，鐵電液晶10中的液晶分子的長軸的定向方向偏離偏振片15的透射軸(a1)和反射偏振片16的透射軸(b1)。從輔助光源60發(fā)出并在與反射偏振片16的透射軸(b1)平行的平面內(nèi)振動(dòng)的光B進(jìn)入液晶面板20，在液晶面板20，由于鐵電液晶10的雙折射，振動(dòng)面被旋轉(zhuǎn)，以便變?yōu)榕c偏振片15的透射軸(a1)基本上平行；因此，光通過偏振片15(透射狀態(tài))并且在液晶面板20上被觀察到。因此，當(dāng)輔助光源60被接通時(shí)，在第一穩(wěn)態(tài)下，來自輔助光源60的光通過液晶面板20，在液晶面板20上產(chǎn)生亮顯示。在圖4(b)中，此時(shí)的透射率被指示為Th1-ON。這里的模式是第一模式，因?yàn)橐壕永昧穗p折射。
當(dāng)通過反轉(zhuǎn)所施加電壓的極性，鐵電液晶10被轉(zhuǎn)換到第二穩(wěn)態(tài)時(shí)，鐵電液晶10中的液晶分子的長軸平行于偏振片15的透射軸(a1)定向。由于從輔助光源60發(fā)出并在與透射軸(b1)平行的平面內(nèi)振動(dòng)從而進(jìn)入液晶面板20的光B具有與透射軸(a1)垂直的振動(dòng)面，因此光被偏振片15吸收，并且在液晶面板20的表面不被觀察到。因此，當(dāng)輔助光源60被接通時(shí)，在第二穩(wěn)態(tài)下，在液晶面板20上產(chǎn)生暗顯示。在圖4(b)中，此時(shí)的透射率被指示為Tl1-ON。這里的模式是第二模式，因?yàn)橐壕硬焕秒p折射。
如上所述，當(dāng)施加到鐵電液晶10的電壓被增加(超過在該電壓透射率開始增加的電壓V1)到在該電壓透射率的增加達(dá)到飽和的電壓V2(正閾值)時(shí)，即使在施加的電壓被去除之后(即，施加0V)，鐵電液晶10也在此之后保持第一鐵電狀態(tài)，從而液晶面板20保持亮顯示狀態(tài)。同樣，當(dāng)施加到鐵電液晶10的電壓被降低(低于在該電壓透射率開始降低的電壓V3)到在該電壓透射率的降低達(dá)到飽和的電壓V4(負(fù)閾值)時(shí)，即使在施加的電壓被去除之后(即，施加0V)，鐵電液晶10也在此之后保持第二鐵電狀態(tài)，從而暗顯示狀態(tài)被保持。
如從圖4(a)和4(b)可看到的，在根據(jù)第一實(shí)施例的液晶面板20中，當(dāng)輔助光源60被接通和斷開時(shí)，即使當(dāng)鐵電液晶10處于相同鐵電狀態(tài)時(shí)，暗顯示也反轉(zhuǎn)。鑒于此，在本實(shí)施例中，執(zhí)行控制以與輔助光源60的接通/斷開操作同步地反轉(zhuǎn)鐵電液晶10的極性(從一種鐵電狀態(tài)到另一種鐵電狀態(tài))，從而執(zhí)行控制使得液晶面板的暗顯示狀態(tài)不被反轉(zhuǎn)。
這里，在利用雙折射產(chǎn)生顯示的情況下，顯示對(duì)液晶面板20的基板之間的微小間隙的變化是敏感的，并且容易出現(xiàn)顯示的不均勻性。即，由于在液晶面板20的整個(gè)結(jié)構(gòu)中基板(第一和第二玻璃基板11a和11b)之間的間隙不能被制造得完全一致，因此在液晶面板20中不會(huì)出現(xiàn)完全一致的雙折射。如果雙折射不一致，則液晶面板20上的顯示顏色不會(huì)完全一致，從而導(dǎo)致顯示的不均勻性。例如，在通過斷開輔助光源60并將鐵電液晶10置于第一穩(wěn)態(tài)而實(shí)現(xiàn)的液晶面板20的暗顯示狀態(tài)(Tl1-OFF)中，如前面所描述的鐵電液晶10的雙折射被利用；因此，當(dāng)背景被顯示為黑色時(shí)(見圖6(b)中所示的液晶面板20)，不均勻性變得明顯，降低了顯示質(zhì)量。另一方面，在通過斷開輔助光源60并將鐵電液晶10置于第二穩(wěn)態(tài)而實(shí)現(xiàn)的液晶面板20的亮顯示狀態(tài)(Th1-OFF)中，由于如前所描述的鐵電液晶10的雙折射未被利用，因此不會(huì)出現(xiàn)顯示的不均勻性。
即，當(dāng)偏振片15的透射軸(a1)和反射偏振片16的透射軸(b1)相互成直角地被排列，并且鐵電液晶10被設(shè)置使得在第二穩(wěn)態(tài)下液晶分子的長軸與偏振片15的透射軸(a1)平行地定向，使得黑色字符被顯示在白色背景上時(shí)(見圖5(a)和6(a)中所示的液晶面板20)，可產(chǎn)生避免不均勻性的良好顯示。在這種情況下，可在不使用雙折射的情況下顯示白色背景。換句話說，當(dāng)以白色顯示背景時(shí)重要的是不使用雙折射。以這種方式，由于在輔助光源60被斷開的情況下，根據(jù)第一實(shí)施例的液晶面板20可產(chǎn)生避免不均勻性的良好亮顯示，因此，液晶面板20適于在不使用輔助光源60的反射模式下正常產(chǎn)生顯示的應(yīng)用。
即，由于在輔助光源60被斷開的情況下，根據(jù)第一實(shí)施例的液晶面板20可產(chǎn)生非常清晰的亮顯示(避免了由于雙折射而出現(xiàn)的不均勻性)，因此，液晶面板20適于諸如手表顯示器之類的應(yīng)用，在手表顯示器上，在輔助光源60被斷開的情況下白色背景被顯示。通常在手表等中斷開輔助光源的原因是為了減少電力消耗。
圖5示出其中根據(jù)第一實(shí)施例的液晶面板20被用于手表的示例。
圖5(a)示出在不用輔助光源60而是用環(huán)境光的情況下，手表1中的液晶面板20產(chǎn)生顯示的例子。當(dāng)在較弱環(huán)境光環(huán)境下，用戶接通設(shè)置在手表1上的輔助光源開關(guān)62，安裝在圖5(a)中的液晶面板20的后面的輔助光源60接通。
如上所述，如果輔助光源60被簡單地接通，暗顯示將被反轉(zhuǎn)，并且顯示器將如圖5(b)中所示地顯示。為了解決該問題，在手表1中，當(dāng)輔助光源開關(guān)62被接通時(shí)，接通(ON)狀態(tài)通過控制部分21被檢測。然后，控制部分21控制驅(qū)動(dòng)電壓波形控制電路22，以在對(duì)應(yīng)于液晶面板20中各自像素的部分反轉(zhuǎn)鐵電液晶10的極性(從一種鐵電狀態(tài)到另一種鐵電狀態(tài))，使得在液晶面板20上產(chǎn)生如圖5(a)中所示的顯示。
如上所述，當(dāng)輔助光源60被斷開時(shí)(圖4(a)中的Tl1-OFF)，白色背景顯示避免了由于雙折射的不均勻性產(chǎn)生的不均勻，因?yàn)轱@示是在不用雙折射的情況下產(chǎn)生的。
這里，應(yīng)當(dāng)注意，與在輔助光源60被接通(Tl1-ON)時(shí)通過將鐵電液晶10轉(zhuǎn)換到第二穩(wěn)態(tài)而在液晶面板20上產(chǎn)生的暗顯示相比，在輔助光源60被斷開(Tl1-OFF)時(shí)通過將鐵電液晶10轉(zhuǎn)換到第一穩(wěn)態(tài)而在液晶面板20上產(chǎn)生的暗顯示中，透射率略高(即，暗顯示呈現(xiàn)淺灰色)。這是因?yàn)樵谳o助光源60被斷開時(shí)通過將鐵電液晶10轉(zhuǎn)換到第一穩(wěn)態(tài)而在液晶面板20上產(chǎn)生的暗顯示利用了鐵電液晶10的雙折射，因此，有些環(huán)境光A不被校正以具有與反射偏振片16的透射軸(b1)基本上平行的振動(dòng)面，并且這樣的未校正的光被反射偏振片16反射并泄露在液晶面板20外，導(dǎo)致透射率的增大。
另一方面，與在輔助光源60被斷開(Th1-OFF)時(shí)通過將鐵電液晶10轉(zhuǎn)換到第二穩(wěn)態(tài)而在液晶面板20上產(chǎn)生的亮顯示相比，在輔助光源60被接通(Th1-ON)時(shí)通過將鐵電液晶10轉(zhuǎn)換到第一穩(wěn)態(tài)而在液晶面板20上產(chǎn)生的亮顯示中，透射率略低(即，亮顯示呈現(xiàn)淺灰色)。這是因?yàn)樵谳o助光源60被接通時(shí)通過將鐵電液晶10轉(zhuǎn)換到第一穩(wěn)態(tài)而在液晶面板20上產(chǎn)生的亮顯示利用了鐵電液晶10的雙折射，因此，有些光B不被校正以具有與偏振片15的透射軸(a1)基本上平行的振動(dòng)面，并且這樣的未校正的光被偏振片15吸收，導(dǎo)致透射率的減小。
以這種方式，由于在輔助光源60被接通的情況下，根據(jù)第一實(shí)施例的液晶面板20可產(chǎn)生非常清晰的暗顯示(可實(shí)現(xiàn)具有幾乎零透射率的暗顯示)，因此液晶面板20也適于例如移動(dòng)電話顯示器的應(yīng)用，在移動(dòng)電話顯示器上，顯示通常通過使用輔助光源60以透射模式被產(chǎn)生。
圖6示出其中根據(jù)第一實(shí)施例的液晶面板20被用于移動(dòng)電話的示例。
圖6(a)示出其中移動(dòng)電話2中的液晶面板20通過使用輔助光源60產(chǎn)生顯示的情況。為了節(jié)約電力，在在預(yù)定長度時(shí)間內(nèi)移動(dòng)電話不被操作的情況下，輔助光源60被斷開。但是，當(dāng)用戶接通設(shè)置在移動(dòng)電話2上的輔助光源開關(guān)62時(shí)，安裝在圖6(a)中的液晶面板20的后面的輔助光源60接通。
如上所述，如果輔助光源60被簡單地接通，暗顯示將被反轉(zhuǎn)，并且顯示器將如圖6(b)中所示的顯示。為了解決該問題，在移動(dòng)電話2中，當(dāng)輔助光源開關(guān)62被接通時(shí)，接通(ON)狀態(tài)通過控制部分21被檢測。然后，控制部分21控制驅(qū)動(dòng)電壓波形控制電路22，以在對(duì)應(yīng)于液晶面板20中各自像素的部分反轉(zhuǎn)鐵電液晶10的極性，使得在液晶面板20上產(chǎn)生如圖6(a)中所示的顯示。
如上所述，與在輔助光源60被接通時(shí)產(chǎn)生的暗顯示(圖6(b)中的第一穩(wěn)態(tài))相比，在輔助光源60被斷開時(shí)產(chǎn)生的暗顯示(圖6(a)中的第一穩(wěn)態(tài))中光的透射率略微增大。然而，這不是太大的問題，因?yàn)橐苿?dòng)電話通常在輔助光源60被接通時(shí)被使用。
圖7示出用于驅(qū)動(dòng)液晶面板20的驅(qū)動(dòng)電壓波形的示例。
圖7(a)示出施加到所選擇的掃描電極13a之一的掃描電壓波形的示例，圖7(b)示出施加到所選擇的信號(hào)電極13b之一的信號(hào)電壓波形的示例，圖7(c)示出表示(a)和(b)的和的和電壓波形。
圖7示出兩幀的驅(qū)動(dòng)電壓波形；圖中，“ON”指示如圖4(a)中所示的在輔助光源被斷開時(shí)的亮顯示狀態(tài)，而“OFF”指示如圖4(a)中所示的類似產(chǎn)生的暗顯示狀態(tài)。這里，一個(gè)掃描周期被用來基于一幀的顯示數(shù)據(jù)產(chǎn)生顯示。一幀包含復(fù)位周期(Rs)和掃描周期，一個(gè)掃描周期包含選擇周期(Se)和非選擇周期(NSe)。
在復(fù)位周期(Rs)期間，與緊接在前的顯示狀態(tài)無關(guān)，鐵電液晶10在該周期的前半周期被強(qiáng)制復(fù)位到用于亮顯示的第一穩(wěn)態(tài)(透射狀態(tài))，并且在該周期的后半周期被強(qiáng)制復(fù)位到用于暗顯示的第二穩(wěn)態(tài)(非透射狀態(tài))。在復(fù)位周期(Rs)的前半周期，施加+20V，并且在復(fù)位周期(Rs)的后半周期，施加-20V，作為掃描電壓波形(a)。另一方面，信號(hào)電壓波形(b)以預(yù)定時(shí)間間隔在+5V和-5V之間交替。因此，與和電壓波形(c)成比例的電壓被施加到鐵電液晶10中的相應(yīng)像素；即，在復(fù)位周期(Rs)的前半周期，在幅值上大于正閾值V2(見圖4(a))的電壓被施加，以將像素復(fù)位到第一穩(wěn)態(tài)；在復(fù)位周期(Rs)的后半周期，在幅值上大于負(fù)閾值V4(見圖4(a))的電壓被施加，以將像素復(fù)位到第二穩(wěn)態(tài)。通過這樣設(shè)置復(fù)位周期，使用鐵電液晶的液晶面板可持續(xù)產(chǎn)生良好的顯示。
當(dāng)圖7中所示的驅(qū)動(dòng)電壓在輔助光源60被斷開的情況下被施加時(shí)，在第一幀內(nèi)液晶被設(shè)置到第一穩(wěn)態(tài)以產(chǎn)生亮顯示，并且在第二幀內(nèi)液晶被設(shè)置到第二穩(wěn)態(tài)以產(chǎn)生暗顯示。
下面將描述第二實(shí)施例。
根據(jù)第二實(shí)施例的液晶面板20的橫截面結(jié)構(gòu)和輔助光源60的結(jié)構(gòu)與圖2中所示的相同，這里將不重復(fù)對(duì)其的描述。
同樣，在第二實(shí)施例中，由Clariant制造的“FELIX 501”被用作鐵電液晶10。此外，在第二實(shí)施例中，第一和第二透明玻璃基板11a和11b之間的間隙同樣被設(shè)置為約1.7μm。
圖8示出了根據(jù)第二實(shí)施例的液晶面板20中的偏振片15和反射偏振片16的排列。
如圖8中所示，偏振片15的透射軸(a2)與反射偏振片16的透射軸(b2)平行地被定向。在圖8中，鐵電液晶10被排列，以使在第二穩(wěn)態(tài)下，液晶分子的長軸平行于偏振片15的透射軸(a2)定向。此外，如圖8中所示，在鐵電液晶10的第一穩(wěn)態(tài)下，每個(gè)液晶分子的長軸相對(duì)于第二穩(wěn)態(tài)下的鐵電液晶10的每個(gè)液晶分子的長軸被傾斜錐角θ2；即，長軸繞液晶錐形轉(zhuǎn)到不同于第二穩(wěn)態(tài)下長軸的位置。
在根據(jù)第二實(shí)施例的鐵電液晶10的示例中，錐角(θ2)不等于45°。如先前給定的方程式(1)所示，當(dāng)使用雙折射時(shí)，因?yàn)橛捎谘舆t引起的衰減結(jié)合由于不等于45°的錐角(θ2)引起的衰減，所以Iout不等于Iin。
圖9示出根據(jù)第二實(shí)施例的液晶面板20中的光的透射率和施加到鐵電液晶10的電壓的極性之間的關(guān)系。
圖9(a)示出針對(duì)其中輔助光源60被斷開的情況的圖，而圖9(b)示出針對(duì)其中輔助光源60被接通的情況的圖。在每個(gè)圖中，水平軸表示利用掃描電極13a作為基準(zhǔn)、在液晶面板20中的掃描電極13a和信號(hào)電極13b之間施加的電壓(V)(即施加在鐵電液晶10上的電壓)，垂直軸表示液晶面板20的透射率。
參照圖9(a)，將針對(duì)其中輔助光源60被斷開的情況進(jìn)行描述。
當(dāng)通過反轉(zhuǎn)施加的電壓的極性，鐵電液晶10被轉(zhuǎn)換到第一穩(wěn)態(tài)時(shí)，鐵電液晶10中的液晶分子的長軸的定向方向偏離偏振片15的透射軸(a2)和反射偏振片16的透射軸(b2)。在與偏振片15的透射軸(a2)平行的平面內(nèi)振動(dòng)的光A從觀察者側(cè)進(jìn)入液晶面板20，在液晶面板20，由于鐵電液晶10的雙折射，振動(dòng)面被旋轉(zhuǎn)，以變?yōu)榕c反射偏振片16的透射軸(b2)垂直，使得光被反射偏振片16的反射軸反射。因此，當(dāng)輔助光源60被斷開時(shí)，在第一穩(wěn)態(tài)下，在液晶面板20上可觀察到從觀察者側(cè)進(jìn)入液晶面板20并且通過反射被返回的光A，該光A從而產(chǎn)生亮顯示。在圖9(a)中，此時(shí)的透射率被指示為Th2-OFF。通過利用雙折射改變?nèi)肷涔獾钠穹较虻哪Ｊ綄⒈环Q作第一模式。在本實(shí)施例中，當(dāng)鐵電液晶呈現(xiàn)第一穩(wěn)態(tài)時(shí)，裝置以第一模式工作。
當(dāng)通過反轉(zhuǎn)所施加電壓的極性，鐵電液晶10被轉(zhuǎn)換到第二穩(wěn)態(tài)時(shí)，鐵電液晶10中的液晶分子的長軸平行于偏振片15的透射軸(a2)定向；因此，在與透射軸(a2)平行的平面內(nèi)振動(dòng)并且從觀察者側(cè)進(jìn)入液晶面板20的光A具有與反射偏振片16的透射軸(b2)平行的振動(dòng)面，并因此通過反射偏振片16。因此，當(dāng)輔助光源60被斷開時(shí)，在第二穩(wěn)態(tài)下，環(huán)境光A通過偏振片15并進(jìn)入液晶面板20，并且通過環(huán)境光A可觀察到輔助光源60的表面，從而在液晶面板20上產(chǎn)生暗(黑色)顯示。在圖9(a)中，此時(shí)的透射率被指示為Tl2-OFF。不利用雙折射并從而不導(dǎo)致入射光的偏振方向改變的模式將被稱作第二模式。在本實(shí)施例中，當(dāng)鐵電液晶呈現(xiàn)第二穩(wěn)態(tài)時(shí)，裝置以第二模式工作。
如上所述，當(dāng)施加到鐵電液晶10的電壓被增加(超過在該電壓透射率開始增加的電壓V1)到在該電壓透射率的增加達(dá)到飽和的電壓V2(正閾值)時(shí)，即使在施加的電壓被去除之后(即，施加0V)，鐵電液晶10也在此之后保持第一穩(wěn)態(tài)，從而液晶面板20保持亮(白色)顯示狀態(tài)。同樣地，當(dāng)施加到鐵電液晶10的電壓被降低(低于在該電壓透射率開始降低的電壓V3)到在該電壓透射率的降低達(dá)到飽和的電壓V4(負(fù)閾值)時(shí)，即使在施加的電壓被去除之后(即，施加0V)，鐵電液晶10也在此之后保持第二穩(wěn)態(tài)，從而液晶面板20保持暗(黑色)顯示狀態(tài)。
參照圖9(b)，將針對(duì)其中輔助光源60被接通的情況進(jìn)行描述。
當(dāng)通過反轉(zhuǎn)所施加電壓的極性，鐵電液晶10被轉(zhuǎn)換到第一穩(wěn)態(tài)時(shí)，鐵電液晶10中的液晶分子的長軸的定向方向偏離偏振片15的透射軸(a2)和反射偏振片16的透射軸(b2)。即，鐵電液晶10中的液晶分子的長軸的定向方向相對(duì)于透射軸(a2)被傾斜角度θ2。從輔助光源60發(fā)出并在與反射偏振片16的透射軸(b2)平行的平面內(nèi)振動(dòng)的光B進(jìn)入液晶面板20，在液晶面板20，由于鐵電液晶10的雙折射，振動(dòng)面被旋轉(zhuǎn)，以變?yōu)榕c偏振片15的透射軸(a2)垂直，從而光被偏振片15吸收。因此，當(dāng)輔助光源60被接通時(shí)，在第一穩(wěn)態(tài)下，液晶面板20產(chǎn)生暗(黑色)顯示。在圖9(b)中，此時(shí)的透射率被指示為Tl2-ON。在這種情況下，液晶層處于第一模式，因?yàn)殡p折射被利用。
當(dāng)通過反轉(zhuǎn)所施加電壓的極性，鐵電液晶10被轉(zhuǎn)換到第二穩(wěn)態(tài)時(shí)，鐵電液晶10中的液晶分子的長軸平行于反射偏振片16的透射軸(b2)定向。從輔助光源60發(fā)出并在與透射軸(b2)平行的平面內(nèi)振動(dòng)從而進(jìn)入液晶面板20的光B具有與偏振片15的透射軸(a2)平行的振動(dòng)面，并因此通過偏振片15(透射狀態(tài))。因此，當(dāng)輔助光源60被接通時(shí)，在第二穩(wěn)態(tài)下，通過穿過液晶面板20的光B，在液晶面板20上產(chǎn)生亮(白色)顯示。在圖9(b)中，此時(shí)的透射率被指示為Th2-ON。在這種情況下，液晶層處于第二模式，因?yàn)殡p折射不被利用。
如上所述，在輔助光源60被接通的情況下，當(dāng)施加到鐵電液晶10的電壓被增加(超過在該電壓透射率開始增加的電壓V1)到在該電壓透射率的增加達(dá)到飽和的電壓V2(正閾值)時(shí)，即使在施加的電壓被去除之后(即，施加0V)，鐵電液晶10也在此之后保持第一穩(wěn)態(tài)，從而液晶面板20保持暗顯示狀態(tài)。另一方面，當(dāng)施加到鐵電液晶10的電壓被降低(低于在該電壓透射率開始降低的電壓V3)到在該電壓透射率的降低達(dá)到飽和的電壓V4(負(fù)閾值)時(shí)，即使在施加的電壓被去除之后(即，施加0V)，鐵電液晶10也在此之后保持第二穩(wěn)態(tài)，從而液晶面板20保持亮顯示狀態(tài)。
如從圖9(a)和9(b)可看到的，在根據(jù)第二實(shí)施例的液晶面板20中，當(dāng)輔助光源60在接通和斷開之間轉(zhuǎn)換時(shí)，即使當(dāng)鐵電液晶10處于相同穩(wěn)態(tài)時(shí)，暗顯示也變?yōu)榉崔D(zhuǎn)的。
在產(chǎn)生的顯示利用雙折射的情況下，顯示對(duì)液晶面板20的基板之間的微小間隙的變化是敏感的，并且容易出現(xiàn)顯示的不均勻性。即，由于在液晶面板20的整個(gè)結(jié)構(gòu)中基板(第一和第二玻璃基板11a和11b)之間的間隙不能被制造得完全一致，因此在液晶面板20中不會(huì)出現(xiàn)完全一致的雙折射。如果雙折射不一致，則在液晶面板20上的顯示顏色不會(huì)完全一致，從而導(dǎo)致顯示的不均勻性。例如，在通過接通輔助光源60并將鐵電液晶10置于第一穩(wěn)態(tài)而實(shí)現(xiàn)的液晶面板20的暗顯示狀態(tài)(Tl2-ON)中，如前面所描述的鐵電液晶10的雙折射被利用；因此，當(dāng)背景被顯示為黑色時(shí)(見圖6(b)中所示的液晶面板20)，不均勻性變得明顯，降低了顯示質(zhì)量。另一方面，在通過接通輔助光源60并將鐵電液晶10置于第二穩(wěn)態(tài)而實(shí)現(xiàn)的液晶面板20的亮顯示狀態(tài)(Th2-ON)中，由于如前面所描述的鐵電液晶10的雙折射未被利用，因此不會(huì)出現(xiàn)顯示的不均勻。
即，當(dāng)偏振片15的透射軸(a2)和反射偏振片16的透射軸(b2)相互平行地被排列，并且鐵電液晶10被設(shè)置使得在第二穩(wěn)態(tài)下液晶分子的長軸與偏振片15的透射軸(a2)平行地定向，使得黑色字符被顯示在白色背景上時(shí)(見圖5(a)和6(a)中所示的液晶面板20)，可產(chǎn)生避免不均勻性的良好顯示。在這種情況下，可在不使用雙折射的情況下顯示白色背景。換句話說，當(dāng)以白色顯示背景時(shí)重要的是不使用雙折射。以這種方式，由于在輔助光源60被接通的情況下，根據(jù)第二實(shí)施例的液晶面板20可產(chǎn)生避免不均勻性的良好亮顯示，因此，液晶面板20也適于在使用輔助光源60的透射模式下正常產(chǎn)生顯示的應(yīng)用。
即，由于在輔助光源60被接通的情況下，根據(jù)第二實(shí)施例的液晶面板20可產(chǎn)生非常清晰的亮顯示(避免了由于雙折射而出現(xiàn)的不均勻性)，因此，液晶面板20適于諸如移動(dòng)電話顯示器之類的應(yīng)用，在移動(dòng)電話顯示器上，在輔助光源60被接通的情況下，白色背景被顯示(見圖6)。
這里，應(yīng)當(dāng)注意，與在根據(jù)第一實(shí)施例的在輔助光源60被斷開時(shí)通過將鐵電液晶10轉(zhuǎn)換到第一穩(wěn)態(tài)而在液晶面板20上產(chǎn)生的暗顯示(圖4(a)中的Tl1-OFF)相比，在根據(jù)第二實(shí)施例的在輔助光源60被接通時(shí)通過將鐵電液晶10轉(zhuǎn)換到第一穩(wěn)態(tài)而在液晶面板20上產(chǎn)生的暗顯示中(圖9(b)中的Tl2-ON)，透射率高(即，暗顯示更呈現(xiàn)淺灰色)。這是因?yàn)楦鶕?jù)第二實(shí)施例的在輔助光源60被接通時(shí)通過將鐵電液晶10轉(zhuǎn)換到第一穩(wěn)態(tài)而在液晶面板20上產(chǎn)生的暗顯示利用了鐵電液晶10的雙折射。在第二實(shí)施例中，由于如前面所描述的錐角未被設(shè)置為等于45°，因此，未被校正以具有與反射偏振片16的反射軸基本上平行的振動(dòng)面的環(huán)境光A的量增加，并且這樣的未校正的光被反射偏振片16反射，導(dǎo)致透射率的增大。
另一方面，與根據(jù)第一實(shí)施例的在輔助光源60被接通時(shí)通過將鐵電液晶10轉(zhuǎn)換到第一穩(wěn)態(tài)而在液晶面板20上產(chǎn)生的亮顯示(圖4(b)中的Th1-ON)相比，在根據(jù)第二實(shí)施例的在輔助光源60被斷開時(shí)通過將鐵電液晶10轉(zhuǎn)換到第一穩(wěn)態(tài)而在液晶面板20上產(chǎn)生的亮顯示中(圖9(a)中的Th2-OFF)，透射率低(即，亮顯示更呈現(xiàn)淺灰色)。這是因?yàn)楦鶕?jù)第二實(shí)施例的在輔助光源60被斷開時(shí)通過將鐵電液晶10轉(zhuǎn)換到第一穩(wěn)態(tài)而在液晶面板20上產(chǎn)生的亮顯示利用了鐵電液晶10的雙折射。在第二實(shí)施例中，由于如前面所描述的錐角未被設(shè)置為等于45°，因此，未被校正以具有與反射偏振片16的反射軸基本上平行的振動(dòng)面的光B的量增加，并且這樣的未校正的光不被反射軸反射，導(dǎo)致透射率的減小。
然而，由于在輔助光源60被斷開的情況下，根據(jù)第二實(shí)施例的液晶面板20可產(chǎn)生非常清晰的暗顯示(圖9(a)中的Tl2-OFF)(可實(shí)現(xiàn)具有幾乎零透射率的暗顯示)，因此液晶面板20也適于例如手表顯示器的應(yīng)用，對(duì)于手表顯示器，對(duì)比度非常重要，通常以不使用輔助光源60的反射模式產(chǎn)生顯示。
因此，以與第一實(shí)施例的方式類似的方式，根據(jù)第二實(shí)施例的液晶面板20可被用于圖6(a)中所示的移動(dòng)電話2。同樣，在第二實(shí)施例中，與第一實(shí)施例相同，如果輔助光源60被簡單地接通，暗顯示將被反轉(zhuǎn)，并且顯示器將如圖6(b)中所示的顯示；因此，在該實(shí)施例中也可執(zhí)行控制，使得當(dāng)輔助光源開關(guān)62被接通時(shí)，接通(ON)狀態(tài)通過控制部分21被檢測，然后，控制部分21控制驅(qū)動(dòng)電壓波形控制電路22，以在對(duì)應(yīng)于液晶面板20中各自像素的部分反轉(zhuǎn)鐵電液晶10的極性，并在液晶面板20上產(chǎn)生如圖6(a)中所示的顯示。
如上所述，與在輔助光源60被斷開時(shí)產(chǎn)生的暗顯示(圖9(a)中的Tl2-OFF)相比，在輔助光源60被接通時(shí)產(chǎn)生的暗顯示中(圖9(b)中的Tl2-ON)，透射率進(jìn)一步增大。然而，這不會(huì)產(chǎn)生太大的問題，因?yàn)槭直硗ǔＴ谳o助光源60被斷開時(shí)被使用。
用于驅(qū)動(dòng)根據(jù)第二實(shí)施例的液晶面板20的驅(qū)動(dòng)電壓波形與結(jié)合第一實(shí)施例的圖7中所示的驅(qū)動(dòng)電壓波形相同，因此，這里將不重復(fù)對(duì)其的描述。
在上述的第一和第二實(shí)施例中，當(dāng)以透射模式驅(qū)動(dòng)液晶面板20時(shí)，在液晶面板20上可觀察到輔助光源60的暗表面顏色。這里，在反射偏振片16和輔助光源60之間可設(shè)置光吸收層。通過設(shè)置光吸收層，將在液晶面板20上觀察到的輔助光源60的表面顏色會(huì)顯得更暗。
此外，在第一和第二實(shí)施例中，在光吸收層的表面最好形成多個(gè)微開口，以便吸收某一光譜區(qū)的光，并且當(dāng)在輔助光源60被接通的情況下，以透射模式驅(qū)動(dòng)液晶面板20時(shí)，不衰減從輔助光源60發(fā)出的光B。在這種情況下，由于從輔助光源60發(fā)出的光B通過在光吸收層表面中形成的多個(gè)微開口，因此，光吸收層的設(shè)置基本上不會(huì)影響在液晶面板20上觀察到的光量。由于微開口的設(shè)置導(dǎo)致的光吸收層的開口比例可從30％-70％的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)剡x擇。此外，微開口可被形成為極小的圓孔或類似柵格圖案。微開口不必按周期性重復(fù)圖案的方式被形成，而是可被任意形成。
在第一和第二實(shí)施例中，用于反射可見區(qū)中的一部分光的反射層可被設(shè)置在輔助光源60的光反射側(cè)。這里，反射層可被用作反射可見區(qū)內(nèi)的某一波長的層，并因此反射特定顏色的光，或被用作半透射、半反射層，用于在可見區(qū)的整個(gè)范圍內(nèi)反射部分光，同時(shí)透射剩余部分的光。例如，如果反射藍(lán)色光的反射層被設(shè)置，則當(dāng)以透射模式驅(qū)動(dòng)液晶面板20時(shí)，在液晶面板20上，來自輔助光源60的反射光會(huì)被觀察為藍(lán)色光。即，當(dāng)以透射模式驅(qū)動(dòng)液晶面板20時(shí)，可用這種方式改變顯示顏色。
此外，在第一和第二實(shí)施例中，通過控制部分21控制驅(qū)動(dòng)電壓波形控制電路22、掃描驅(qū)動(dòng)電壓波形產(chǎn)生電路23和信號(hào)驅(qū)動(dòng)電壓波形產(chǎn)生電路24，鐵電液晶10的極性被反轉(zhuǎn)。即，通過反轉(zhuǎn)正常顯示數(shù)據(jù)的負(fù)和正創(chuàng)建的負(fù)/正反轉(zhuǎn)顯示數(shù)據(jù)被預(yù)先存儲(chǔ)在顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分27中，并且，使用預(yù)先存儲(chǔ)的負(fù)/正反轉(zhuǎn)顯示數(shù)據(jù)執(zhí)行控制，使得要被施加到掃描電極和信號(hào)電極的驅(qū)動(dòng)波形的極性從先前的驅(qū)動(dòng)波形被反轉(zhuǎn)。然而，不使用這樣的顯示數(shù)據(jù)，通過反轉(zhuǎn)從電源部分25提供給液晶面板20的電壓的極性，鐵電液晶10的極性也可被反轉(zhuǎn)。在這種情況下，控制部分21可使用適當(dāng)?shù)碾娮与娐穪矸崔D(zhuǎn)電壓極性。
下面將描述第三實(shí)施例。
參照圖2將描述第三實(shí)施例。與圖2所示結(jié)構(gòu)基本相同的結(jié)構(gòu)可被用于第三實(shí)施例。然而，掃描電極13a和信號(hào)電極13b分別被涂覆經(jīng)垂直定向處理的聚合定向膜14a和14b。此外，具有負(fù)介電各向異性的液晶材料MLC-6883(由Merck生產(chǎn))被用作作為垂直定向(垂直(homeotropically)配向)液晶的液晶110。夾在第一和第二透明玻璃基板11a和11b之間的液晶110的厚度約為1.7μm。
在圖2中，箭頭A表示從外部入射到第三實(shí)施例的液晶面板上的環(huán)境光，箭頭B表示從輔助光源60入射到第三實(shí)施例的液晶面板上的光。
圖10示出根據(jù)第三實(shí)施例的液晶面板中的偏振片15和反射偏振片16的配置。
如圖10中所示，偏振片15的透射軸(a3)與反射偏振片16的透射軸(b3)成直角地被定向。在圖10中，箭頭117指示定向膜(alignmentfilm)的定向方向，θ3表示定向膜的定向方向與偏振片15的透射軸(a3)所成的角度。在本實(shí)施例中，θ3被選定為大約45度。然而，θ3不必限于45度，而是可被設(shè)置為任意其他合適的角度，例如，設(shè)置為40度。
圖11舉例說明在垂直定向(垂直配向)的液晶110中的液晶分子的狀態(tài)。
當(dāng)沒有電壓被施加到第三實(shí)施例的液晶面板時(shí)，在垂直定向(垂直配向)的液晶110中的液晶分子的長軸(見110a)基本上垂直地位于第一和第二透明玻璃基板111a和111b之間。當(dāng)電壓被施加到液晶面板120時(shí)，在垂直定向(垂直配向)的液晶110中的液晶分子的長軸(見110b)傾斜，以指向箭頭117所示的方向。
下面，將針對(duì)其中輔助光源60被斷開的情況進(jìn)行描述。
當(dāng)沒有電壓被施加到第三實(shí)施例的液晶面板時(shí)，通過偏振片15進(jìn)入的環(huán)境光A無變化地通過液晶110。由于通過液晶110的光與反射偏振片16的透射軸(b3)成直角地被偏振，因此通過液晶110的光被反射偏振片16的反射軸反射。因此，在這種情況下，第三實(shí)施例的液晶面板產(chǎn)生亮顯示。在這種情況下，液晶層處于第二模式，因?yàn)槲蠢秒p折射。
當(dāng)電壓被施加到第三實(shí)施例的液晶面板時(shí)，由于以箭頭117所示的方向傾斜的液晶分子110b的雙折射效果，當(dāng)通過偏振片15進(jìn)入的環(huán)境光A通過液晶110時(shí)，環(huán)境光A的偏振方向被旋轉(zhuǎn)大約90度。因此，通過液晶110的光與反射偏振片16的透射軸(b3)基本上平行地被偏振，使得光通過反射偏振片16并被輔助光源60反射。因此，在這種情況下，第三實(shí)施例的液晶面板產(chǎn)生暗顯示，因?yàn)檩o助光源60的顏色在其上可被觀察到。在這種情況下，液晶層處于第一模式，因?yàn)槔昧穗p折射。
下面，將針對(duì)其中輔助光源60被接通的情況進(jìn)行描述。
當(dāng)沒有電壓被施加到第三實(shí)施例的液晶面板時(shí)，通過反射偏振片16進(jìn)入的輔助光源60的光B無變化地通過液晶110。由于通過液晶110的光與偏振片15的透射軸(a3)成直角地被偏振，因此通過液晶110的光被偏振片15吸收。因此，在這種情況下，液晶面板120產(chǎn)生暗顯示。在這種情況下，液晶層處于第二模式，因?yàn)槲蠢秒p折射。
當(dāng)電壓被施加到第三實(shí)施例的液晶面板時(shí)，由于以箭頭117所示的方向傾斜的液晶分子110b的雙折射效果，當(dāng)通過反射偏振片16進(jìn)入的輔助光源60的光B通過液晶110時(shí)，光B的偏振方向被旋轉(zhuǎn)大約90度。因此，通過液晶110的光具有與偏振片15的透射軸(a3)基本上平行的偏振分量，并因此通過偏振片15。因此，在這種情況下，第三實(shí)施例的液晶面板產(chǎn)生亮顯示。在這種情況下，液晶層處于第一模式，因?yàn)槔昧穗p折射。
在利用雙折射產(chǎn)生顯示的情況下，顯示對(duì)液晶面板120的基板之間的微小間隙的變化敏感，并且容易出現(xiàn)顯示的不均勻性。即，由于在液晶面板120的整個(gè)結(jié)構(gòu)中在基板(第一和第二玻璃基板111a和111b)之間的間隙不能被制造得完全一致，因此在液晶面板120中雙折射不會(huì)完全一致。如果雙折射不一致，則通過液晶面板120的顯示顏色不會(huì)完全一致，從而導(dǎo)致顯示的不均勻性。例如，當(dāng)輔助光源60被斷開并且沒有電壓被施加到液晶面板120時(shí)，在液晶面板120上產(chǎn)生的亮顯示不利用雙折射，從而避免了顯示的不均勻。即，在這種情況下，可在不利用雙折射的情況下顯示白色背景。換句話說，當(dāng)以白色顯示大面積的背景時(shí)，重要的是不利用雙折射。
以這種方式，由于在輔助光源60被斷開的情況下，根據(jù)第三實(shí)施例的液晶面板可產(chǎn)生避免了不均勻性的良好亮顯示，因此，該液晶面板適于在不使用輔助光源60的反射模式下正常產(chǎn)生顯示的應(yīng)用。例如，該液晶面板適于諸如手表顯示器之類的應(yīng)用，其中白色背景被顯示而輔助光源60被斷開。通常在手表等中斷開輔助光源60的原因是為了減少電力消耗。
如果在輔助光源被接通的情況下要產(chǎn)生沒有不均勻性問題的亮顯示，則偏振片的透射軸(a3)和反射偏振片的透射軸(b3)應(yīng)該相互平行地被排列。按照這種配置，由于在不利用雙折射的第二模式下可產(chǎn)生亮顯示，因此，當(dāng)以白色顯示大面積的背景時(shí)可獲得良好的亮(白色)顯示。這種配置適合于通常通過接通輔助光源使用透射模式的顯示器。例如，其適合于諸如移動(dòng)電話顯示器之類的應(yīng)用，其中白色背景被顯示而輔助光源60被接通(見圖6)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，包括第一基板；第二基板；反射偏振片，其被安裝在所述第一基板上并且具有相互成直角的第一透射軸和第一反射軸，用于透射在與所述第一透射軸平行的平面內(nèi)振動(dòng)的線性偏振光，以及用于反射在與所述第一反射軸平行的平面內(nèi)振動(dòng)的線性偏振光；安裝在所述第二基板上并且具有第二透射軸的偏振片，用于透射在與所述第二透射軸平行的平面內(nèi)振動(dòng)的線性偏振光；和液晶層，其被設(shè)置在所述第一和第二基板之間，并具有通過利用雙折射使得入射光的偏振方向改變的第一模式，和不利用雙折射從而不使入射光的偏振方向改變的第二模式，其中通過向所述液晶層施加電壓，顯示狀態(tài)在亮顯示狀態(tài)和暗顯示狀態(tài)之間被轉(zhuǎn)換，并且通過在所述第二模式下驅(qū)動(dòng)所述液晶層，所述亮顯示狀態(tài)被產(chǎn)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶顯示裝置，其中，通過使通過所述偏振片的第二透射軸進(jìn)入的環(huán)境光在所述反射偏振片被反射，以及使所述反射光通過所述液晶層返回并從所述偏振片射出，所述亮顯示狀態(tài)被產(chǎn)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的液晶顯示裝置，其中，所述第一透射軸和所述第二透射軸基本上相互成直角地被排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶顯示裝置，其中，所述液晶層在沒有施加的電壓時(shí)保持第一和第二穩(wěn)態(tài)之一或之另一，并且所述第一和第二穩(wěn)態(tài)之一或之另一被設(shè)置為所述第二模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的液晶顯示裝置，其中，在所述第二穩(wěn)態(tài)下，液晶分子以與所述第二透射軸基本上平行的方向被定向。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的液晶顯示裝置，其中，在所述第一穩(wěn)態(tài)下，液晶分子以與所述液晶分子在第二穩(wěn)態(tài)下被定向的方向傾斜大約45度的方向被定向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶顯示裝置，其中，所述液晶層為垂直定向的液晶層，并且具有其中液晶分子在所述第一和第二基板之間被基本上垂直地定向的第一狀態(tài)和其中所述液晶分子相對(duì)于所述第二透射軸傾斜規(guī)定角度的第二狀態(tài)，并且其中所述第一狀態(tài)被設(shè)置為所述第二模式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶顯示裝置，還包括安裝在所述反射偏振片外部的輔助光源，并且所述液晶層在所述輔助光源被斷開的情況下在所述第二模式下被驅(qū)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶顯示裝置，還包括安裝在所述反射偏振片外部的輔助光源，并且所述液晶層在所述輔助光源被接通的情況下在所述第二模式下被驅(qū)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的液晶顯示裝置，其中，通過使得從所述輔助光源發(fā)出并通過所述反射偏振片的所述第一透射軸進(jìn)入所述液晶層的光通過所述偏振片的所述第二透射軸并在觀察者側(cè)射出，所述亮顯示狀態(tài)被產(chǎn)生。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的液晶顯示裝置，其中，所述第一透射軸和所述第二透射軸基本上相互平行地被排列。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶顯示裝置，還包括安裝在所述反射偏振片外部的輔助光源；和光吸收層，置于在所述反射偏振片和所述輔助光源之間，用于吸收某一光譜區(qū)的光。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶顯示裝置，還包括安裝在所述反射偏振片外部的輔助光源；和光吸收層，置于在所述反射偏振片和所述輔助光源之間，用于吸收某一可見區(qū)的光。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶顯示裝置，還包括安裝在所述反射偏振片外部的輔助光源，其中所述輔助光源設(shè)置有用于反射可見區(qū)中的一部分光的反射層。
全文摘要
可在不利用雙折射的情況下產(chǎn)生亮顯示狀態(tài)的液晶顯示器。該液晶顯示器特征在于包括第一基板；第二基板；反射偏振片，其安裝在第一基板上并具有相互成直角的第一透射軸和第一反射軸，用于透射在與第一透射軸平行的平面內(nèi)振動(dòng)的線性偏振光并用于反射在與第一反射軸平行的平面內(nèi)振動(dòng)的線性偏振光；偏振片，其安裝在第二基板上并具有第二透射軸，用于透射在與第二透射軸平行的平面內(nèi)振動(dòng)的線性偏振光；和液晶層，其設(shè)置在第一和第二基板之間，具有通過利用雙折射使入射光的偏振方向改變的第一模式和不利用雙折射從而不使入射光的偏振方向改變的第二模式，其中，通過向液晶層施加電壓，顯示狀態(tài)在亮顯示狀態(tài)和暗顯示狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且通過將液晶層設(shè)置為第二模式，亮顯示狀態(tài)被產(chǎn)生。
文檔編號(hào)G09G3/34GK1942814SQ20068000012
公開日2007年4月4日 申請日期2006年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月18日
發(fā)明者近藤真哉, 大原美繪 申請人:西鐵城時(shí)計(jì)株式會(huì)社