專利名稱：液晶顯示裝置及配備它的電子裝置的制作方法
專利說明液晶顯示裝置及配備它的電子裝置 [發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域]本發(fā)明涉及實(shí)現(xiàn)設(shè)定顯示狀態(tài)用的顯示體的結(jié)構(gòu)，更詳細(xì)地說，涉及液晶顯示裝置及配備它的電子裝置。一般地說，作為在文字處理器或電子計(jì)算器中使用的液晶顯示裝置，雖然多以例如背景用亮色(如白、淺綠、淺灰、銀色等淺色)，數(shù)字、文字等顯示圖形部用暗色(如黑色等深色)顯示的所謂正圖形進(jìn)行顯示，但是，在像時(shí)鐘等用品那樣要求時(shí)尚性的領(lǐng)域使用的液晶顯示裝置中，多以背景用暗色，數(shù)字、文字等顯示圖形部用亮色顯示的負(fù)圖形進(jìn)行顯示。
在用上述正圖形進(jìn)行顯示的場合，通常使用具有如下構(gòu)成的所謂的常白型液晶顯示面板在TN模式液晶盒的兩側(cè)，以構(gòu)成正交尼科耳棱鏡配置(即偏振透射軸相互正交配置)的形式設(shè)置一對偏振片，使得在不施加電場時(shí)，光透射率高，因而顯示像素呈亮色，當(dāng)施加電場時(shí)，光透射率降低，因而顯示像素呈暗色。
另一方面，在用負(fù)圖形進(jìn)行顯示的場合，雖然也可以使用上述常白型液晶顯示面板，但在時(shí)鐘中進(jìn)行數(shù)字顯示等場合，當(dāng)形成顯示像素的部分(段部)被限定在顯示面內(nèi)的一部分區(qū)域時(shí)，多使用反轉(zhuǎn)類型的液晶顯示面板，即具有在不施加電場時(shí)，光透射率低，顯示像素呈暗色，施加電場時(shí)，光透射率增高，顯示像素呈亮色的結(jié)構(gòu)的所謂的常黑型液晶顯示面板?？墒牵谟蒙鲜鲐?fù)圖形進(jìn)行顯示的場合，因構(gòu)成數(shù)字、文字等顯示圖形部的顯示像素在施加電場時(shí)必須顯示為亮色，所以如圖9中的光透射率一施加電壓值關(guān)系曲線圖所示，因光透射率隨施加電壓上升的特性，在未施加充分高的電壓的場合，顯示圖形部的亮度不可能充分地高，因而存在顯示對比度低，顯示品質(zhì)變壞的問題。
另外，由于不能說視角特性良好，所以還存在可視性變壞的問題。
因此，本發(fā)明在于解決上述問題，其課題在于提供一種在適宜于顯示負(fù)圖形的場合，能使成本降低，同時(shí)顯示質(zhì)量良好的液晶顯示裝置。為解決上述問題，本發(fā)明的液晶顯示裝置的特征在于，包括具有顯示像素的液晶顯示面板，以及具有在與上述顯示像素大致重疊的位置上，具備或不具備設(shè)定的光調(diào)制特性的第1區(qū)域，同時(shí)還具有在上述第1區(qū)域以外的部分具備與上述第1區(qū)域不同的光調(diào)制特性的第2區(qū)域的光調(diào)制裝置。
按照本發(fā)明，借助于在光調(diào)制裝置上的與液晶顯示面板的顯示像素大致重疊的位置設(shè)置第1區(qū)域，在該第1區(qū)域以外的部分設(shè)置第2區(qū)域，從而在顯示像素的光透射率增大時(shí)由第1區(qū)域的特性實(shí)現(xiàn)設(shè)定的觀察狀態(tài)，而當(dāng)顯示像素的光透射率降低時(shí)實(shí)現(xiàn)另外的顯示狀態(tài)。另一方面，在第2區(qū)域?qū)崿F(xiàn)與第2區(qū)域的光調(diào)制特性對應(yīng)的顯示狀態(tài)。因此，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定光調(diào)制裝置的第1區(qū)域和第2區(qū)域的特性，基于光調(diào)制裝置的特性的顯示就成為可能。例如即使是所謂的常白型液晶顯示面板，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定第1區(qū)域的光學(xué)特性和第2區(qū)域的光調(diào)制特性，也可以進(jìn)行負(fù)圖形顯示。
這里，在上述光調(diào)制裝置中，包括其第1區(qū)域有設(shè)定的光調(diào)制特性的情形和第1區(qū)域不進(jìn)行光調(diào)制的情形。另一方面，第2區(qū)域以必須對光進(jìn)行某種調(diào)制的方式構(gòu)成，其光調(diào)制狀態(tài)與第1區(qū)域的不同。例如可以以在第1區(qū)域能進(jìn)行亮色顯示，在第2區(qū)域?qū)崿F(xiàn)暗色顯示的方式構(gòu)成，以此來實(shí)現(xiàn)所謂的負(fù)圖形。
光調(diào)制裝置的光調(diào)制功能或光調(diào)制特性包括能使光的色相變化的光頻率調(diào)制，能改變光亮度的光振幅調(diào)制，以及能改變色質(zhì)的相位調(diào)制。這樣，通過使光調(diào)制裝置具有光的頻率調(diào)制、振幅調(diào)制、相位調(diào)制中的至少一種調(diào)制功能，即一種或適當(dāng)組合兩種以上的調(diào)制功能，就可以產(chǎn)生各種色相、亮度和色質(zhì)。
在本發(fā)明中，上述第2區(qū)域最好在對應(yīng)于沒有上述顯示像素形成的區(qū)域形成。通過在未設(shè)置顯示像素的背景部分(可形成顯示圖形的區(qū)域以外的部分)設(shè)置第2區(qū)域，就能夠借助于第2區(qū)域的光調(diào)制特性使電子計(jì)算器、時(shí)鐘等的所謂背景部分的顯示狀態(tài)呈現(xiàn)出來。
在本發(fā)明中，上述液晶顯示面板最好有如下結(jié)構(gòu)使得可以基于在上述第1區(qū)域受到調(diào)制或未受調(diào)制的光，根據(jù)電壓施加狀態(tài)，在上述顯示像素內(nèi)有選擇地實(shí)現(xiàn)相互不同的第1觀察狀態(tài)和第2觀察狀態(tài)。
在本發(fā)明中，最好是上述第1觀察狀態(tài)在視覺上與基于在上述第2區(qū)域受到調(diào)制的光的第3觀察狀態(tài)較接近，而上述第2觀察狀態(tài)在視覺上距上述第3觀察狀態(tài)較遠(yuǎn)。由于在顯示像素上實(shí)現(xiàn)的第1觀察狀態(tài)在視覺上與基于在上述第2區(qū)域受到調(diào)制的光的第3觀察狀態(tài)(例如暗色顯示)較接近，所以通過實(shí)現(xiàn)第1觀察狀態(tài)可在顯示像素上形成非顯示狀態(tài)(例如暗色顯示)，另外，由于第2觀察狀態(tài)比第1觀察狀態(tài)在視覺上距上述第3觀察狀態(tài)較遠(yuǎn)，所以能在顯示像素上形成顯示狀態(tài)(例如亮色顯示)。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)以第2觀察狀態(tài)的顯示像素作為顯示圖形，以第1觀察狀態(tài)的顯示像素和第3觀察狀態(tài)的部分作為背景部分的顯示狀態(tài)。這里，如果使顯示圖形成為亮色，背景部分成為暗色，就能形成反轉(zhuǎn)顯示(負(fù)圖形)。
這里，所謂視覺的遠(yuǎn)近是指由亮度差大小和色相(色坐標(biāo))差的大小等以及人類工程學(xué)上的感知特性和認(rèn)識(shí)特性而定的視見度差異的大小而言。通常，可以通過以適當(dāng)?shù)臋?quán)重對亮度差的大小和由JIS規(guī)定的色相環(huán)上的位置遠(yuǎn)近進(jìn)行估算來確定視覺的遠(yuǎn)近。
在本發(fā)明中，上述液晶面板最好以不施加電壓時(shí)在上述顯示像素上實(shí)現(xiàn)上述第2觀察狀態(tài)的方式構(gòu)成。由于在不施加電壓時(shí)在顯示像素上實(shí)現(xiàn)第2觀察狀態(tài)，并以此構(gòu)成顯示圖形，所以在用多個(gè)顯示像素進(jìn)行例如數(shù)字方式的時(shí)刻顯示的場合，可以減少施加電壓的顯示像素?cái)?shù)目，從而可降低功耗。
在本發(fā)明中，上述第2觀察狀態(tài)最好比上述第1觀察狀態(tài)的亮度高。這時(shí)，由于第2觀察狀態(tài)呈亮色，第1觀察狀態(tài)呈暗色，所以若顯示像素為顯示圖形部，對應(yīng)于第2區(qū)域的部分為背景，就能形成反轉(zhuǎn)顯示(負(fù)圖形)。在此時(shí)，由于當(dāng)以不施加電壓時(shí)顯示像素變成第2觀察狀態(tài)的方式構(gòu)成時(shí)，可以使用不施加電壓時(shí)光透射率高的面板結(jié)構(gòu)(所謂常白型)的液晶顯示面板，所以能夠廉價(jià)而容易地獲得液晶面板，在能求得制造成本降低的同時(shí)，還能求得在不升高驅(qū)動(dòng)電壓的條件下也能提高亮色部分的亮度，提高顯示對比度，并能得到良好的視角特性等顯示品質(zhì)的提高。
在本發(fā)明中，上述第2觀察狀態(tài)可以以在多個(gè)上述顯示像素間形成相互不同的觀察狀態(tài)的方式構(gòu)成，或者在一個(gè)上述顯示像素內(nèi)包含多個(gè)相互不同的觀察狀態(tài)的方式構(gòu)成。通過以在多個(gè)顯示像素間形成相互不同的觀察狀態(tài)的方式構(gòu)成第2觀察狀態(tài)，可以進(jìn)行顯示像素間有不同的觀察狀態(tài)的顯示。例如由于可以進(jìn)行對每個(gè)顯示像素具有不同色相的顯示，所以能夠進(jìn)行多色顯示。另外，通過以在一個(gè)顯示像素內(nèi)包含多個(gè)相互不同的觀察狀態(tài)的方式構(gòu)成第2觀察狀態(tài)，可在一個(gè)顯示像素內(nèi)實(shí)現(xiàn)各種各樣的設(shè)計(jì)狀態(tài)。例如借助于以在顯示像素內(nèi)包含不同色相的觀察狀態(tài)的方式構(gòu)成，可以進(jìn)行多色顯示。這里，相互不同的觀察狀態(tài)可以是不僅色相不同，而且亮度、色質(zhì)也不同。
在本發(fā)明中，上述液晶顯示面板有時(shí)包括具有依賴于施加電場的延遲特性的液晶盒、配置在該液晶盒的前方的第1偏振裝置以及配置在上述液晶盒的后方的第2偏振裝置。在這種場合，通過控制對顯示像素的電場施加狀態(tài)，能夠使得在液晶盒為某延遲值時(shí)，形成從第2偏振裝置出射的偏振分量能經(jīng)液晶盒原樣通過第1偏振設(shè)置的狀態(tài)，即光透過狀態(tài)，在液晶盒為另外的延遲值時(shí)，形成從第2偏振裝置出射的偏振分量能經(jīng)液晶盒在第1偏振設(shè)置中被遮斷的狀態(tài)，即光遮斷狀態(tài)。
不過，作為本發(fā)明中可以應(yīng)用的液晶顯示面板，可使用在液晶盒的前方備有偏振裝置和延遲片，同時(shí)在液晶盒的后方備有反射面的眾所周知的一塊偏振片方式的反射型液晶顯示面板，此外，也可不要偏振片，而使用采用了高分子分散型液晶或賓主型液晶(也包括使兩者復(fù)合的模式)的液晶顯示面板，或者使用采用了動(dòng)態(tài)散射模式的液晶顯示面板。
在本發(fā)明中，上述光調(diào)制裝置最好配置在上述液晶盒和上述第2偏振裝置之間，或者與上述第2偏振裝置的后方毗鄰配置。在備有如上所述的2片偏振片的液晶顯示面板的場合，通過如上所述那樣，在第2偏振裝置前后毗鄰配置光調(diào)制裝置，可以減少與借助于顯示像素內(nèi)的液晶的光學(xué)特性的所看到的觀察狀態(tài)的深度(視覺上看到設(shè)定觀察狀態(tài)的深度位置)和基于在光調(diào)制裝置的第2區(qū)域進(jìn)行光調(diào)制的光的觀察狀態(tài)的觀察深度的差異，可以減小視覺上的不和諧感。
這是由于根據(jù)顯示像素內(nèi)的液晶的光學(xué)特性所顯示的觀察狀態(tài)，例如暗色的觀察狀態(tài)，在光學(xué)上看上去好像是處于配置在液晶盒后方的第2偏振裝置的位置，因而可以使該觀察狀態(tài)視在深度與光調(diào)制裝置的物理深度大體一致。
在本發(fā)明中，上述光調(diào)制裝置最好配置在上述第1偏振裝置的前方，或者配置在上述第1偏振裝置和上述液晶盒之間。這時(shí)，由于液晶盒配置在光調(diào)制裝置的背后，所以在與光調(diào)制裝置的第2區(qū)域重疊的部分(顯示像素以外的部分)存在液晶盒的一部分成為不必要，因此，在設(shè)置多個(gè)顯示像素的場合，可以在光調(diào)制裝置的背后配置多個(gè)液晶盒，用該多個(gè)液晶盒構(gòu)成多個(gè)顯示像素。
在本發(fā)明中，上述第1偏振裝置和上述第2偏振裝置中的至少一方，最好以如下方式構(gòu)成通過有選擇地調(diào)制具有設(shè)定方向的振動(dòng)面的偏振分量，該偏振分量形成設(shè)定的偏振光譜分布，使借助于上述偏振光譜分布和在上述第1區(qū)域進(jìn)行光調(diào)制或不進(jìn)行光調(diào)制而得到的色調(diào)，與借助于在上述第2區(qū)域受到調(diào)制的光得到的色調(diào)相近似。
作為偏振裝置，雖然一般以如下方式構(gòu)成有選擇地吸收(或反射)具有設(shè)定方向的振動(dòng)面的偏振分量，使該偏振分量例如在可見光范圍內(nèi)在實(shí)質(zhì)上消失，但也有以調(diào)制上述偏振分量、使具有設(shè)定的偏振光譜分布的方式形成的，其中也包括例如以主要透過特定波段(例如紅色波段)的方式構(gòu)成的稱為彩色偏振片的裝置。借助于使該偏振光譜分布有與在第2區(qū)域受到調(diào)制的光的光譜分布相近似的色調(diào)來構(gòu)成，通過施加電場適當(dāng)控制液晶盒的延遲，就能夠在顯示像素內(nèi)實(shí)現(xiàn)與第2區(qū)域的觀察狀態(tài)相近似的觀察狀態(tài)，例如上述第1觀察狀態(tài)。
在該場合，通過控制對顯示像素的電場施加狀態(tài)，能夠使得在液晶盒具有某延遲值時(shí)，形成從第2偏振裝置出射的偏振分量能經(jīng)液晶盒原樣通過第1偏振裝置的狀態(tài)，即光透過狀態(tài)，在液晶盒有另外的延遲值時(shí)，形成從第2偏振裝置出射的偏振分量能經(jīng)液晶盒在第1偏振裝置中被遮斷的狀態(tài)，即光遮斷狀態(tài)。因此，在光透過狀態(tài)下，能夠在顯示像素內(nèi)得到由光調(diào)制裝置的第1區(qū)域的特性決定的某觀察狀態(tài)，例如上述第2觀察狀態(tài)。另一方面，在光遮斷狀態(tài)下，能夠在顯示像素內(nèi)得到由光調(diào)制裝置的第1區(qū)域的特性和上述偏振光譜分布兩者決定的其他觀察狀態(tài)，例如上述第1觀察狀態(tài)。
在后一觀察狀態(tài)中，其觀察狀態(tài)一般由上述偏振光譜分布和由第1區(qū)域產(chǎn)生的光譜分布的減色混合決定。例如，在第1區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上不進(jìn)行光調(diào)制(即為無色透明)的場合，觀察狀態(tài)由上述偏振光譜分布決定，如果該偏振光譜分布在整個(gè)可見光波段具有強(qiáng)度低的分布，該觀察狀態(tài)為暗色(例如黑色)，如果上述偏振光譜分布偏重于可見光波段內(nèi)的紅色波段，則觀察狀態(tài)為紅色。另外，在第1區(qū)域以進(jìn)行設(shè)定的光調(diào)制的方式構(gòu)成的場合，可得到對應(yīng)于由偏振裝置的調(diào)制產(chǎn)生的偏振分量的上述偏振光譜分布和表示第1區(qū)域的光調(diào)制狀態(tài)的調(diào)制光譜分布的乘積(合成或減色混合)構(gòu)成的光譜分布的觀察狀態(tài)。例如，第1區(qū)域?yàn)樾纬善赜邳S色的光(即具有在紅色波段和綠色波段有光的有效成分的光譜分布的光)的區(qū)域時(shí)，如果由上述偏振裝置的調(diào)制產(chǎn)生的偏振光譜分布為偏重于可見光區(qū)域內(nèi)的紅色波段和藍(lán)色波段的光譜分布(紫紅)，則觀察狀態(tài)因兩者的減色混合而呈紅色。
另外，更具體的本發(fā)明的液晶顯示裝置的特征如下上述液晶顯示面板包括液晶盒、配置在該液晶盒前方的第1偏振裝置以及配置在上述液晶盒后方的第2偏振裝置，上述第1偏振裝置和上述第2偏振裝置中的至少一方，以如下方式構(gòu)成通過有選擇地調(diào)制具有設(shè)定方向的振動(dòng)面的偏振分量，該偏振分量形成設(shè)定的偏振光譜分布，借助于上述偏振光譜分布和在上述第1區(qū)域進(jìn)行光調(diào)制或不進(jìn)行光調(diào)制來實(shí)現(xiàn)上述第1觀察狀態(tài)。
在本發(fā)明中，最好以如下方式構(gòu)成借助于由上述第1偏振裝置和上述第2偏振裝置中的至少一方對上述偏振分量的調(diào)制得到的上述偏振光譜分布和表示在上述第1區(qū)域的光調(diào)制或無光調(diào)制的光譜分布的乘積得到的累計(jì)光譜分布，在上述顯示像素內(nèi)實(shí)現(xiàn)上述第1觀察狀態(tài)，上述累計(jì)光譜分布與由上述第2區(qū)域的光調(diào)制得到的觀察狀態(tài)相近似。
在本發(fā)明中，最好以如下方式構(gòu)成在不受到能構(gòu)成上述偏振光譜分布的上述第1偏振裝置和上述第2偏振裝置中的至少一方對上述偏振分量的調(diào)制的狀態(tài)下，借助于在上述第1區(qū)域的光調(diào)制或無光調(diào)制，在上述顯示像素內(nèi)實(shí)現(xiàn)上述第2觀察狀態(tài)。
在本發(fā)明中，最好設(shè)置含有上述顯示像素的多個(gè)上述液晶面板，上述光調(diào)制裝置配置在多個(gè)上述液晶面板的前方。
這時(shí)，由于形成了多個(gè)液晶面板配置在光調(diào)制裝置的后方的結(jié)構(gòu)，即使不將液晶面板本身做大，也能容易地使液晶顯示裝置大型化。這時(shí)，各液晶面板可以以只構(gòu)成一個(gè)顯示像素的方式做成，也可以以構(gòu)成多個(gè)顯示像素的方式做成。
另外，本發(fā)明的電子裝置是包含上述各發(fā)明中所述的液晶顯示裝置的電子裝置。作為該電子裝置，有將液晶顯示裝置裝入該裝置的顯示部的各種電子裝置，例如可舉出各種圖像裝置，電子公告板、信息處理裝置、印刷裝置、移動(dòng)電話等。特別是本發(fā)明對將上述液晶顯示裝置的液晶顯示面用于時(shí)間信息顯示部的場合有效。這里，所謂時(shí)間信息，系指當(dāng)前時(shí)刻、鬧鈴時(shí)刻、世界時(shí)間、經(jīng)過時(shí)間、剩余時(shí)間(定時(shí)時(shí)刻)等而言。
這時(shí)，在用點(diǎn)陣型或段型液晶顯示裝置進(jìn)行數(shù)字形式的時(shí)間信息顯示的場合是特別有效的，另外，對進(jìn)行附加于時(shí)間信息顯示的圖形顯示，或者單獨(dú)進(jìn)行時(shí)間信息顯示以外的圖形顯示(表征特定內(nèi)容的圖像或特定的字符等的顯示)的場合也非常有效。進(jìn)而，在進(jìn)行這樣的圖形顯示的場合，也可以以如下方式構(gòu)成用多個(gè)顯示像素構(gòu)成圖像、字符等的表征部分，并且該表征部分隨時(shí)間而變化(進(jìn)行活動(dòng)動(dòng)作等)。

圖1是示出作為內(nèi)置本發(fā)明的液晶顯示裝置的電子裝置的例子的時(shí)鐘的時(shí)間信息顯示部的概略平面圖。
圖2是放大示出圖1的顯示區(qū)域R的放大部分的平面圖。
圖3是原理性示出本發(fā)明第1實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的概略縱剖面圖。
圖4是原理性示出本發(fā)明第2實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的概略縱剖面圖。
圖5是示出第2實(shí)施例的光學(xué)作用的說明圖(a)和(b)。
圖6是原理性示出本發(fā)明第3實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的概略縱剖面圖。
圖7是示出本發(fā)明第4實(shí)施例的顯示結(jié)構(gòu)局部的局部平面圖。
圖8是原理性示出沿圖7的B-B線剖開的狀態(tài)的局部剖面圖。
圖9是示出TN模式液晶面板的光透射率與施加電壓的關(guān)系的曲線圖。
圖10是示出可用于各實(shí)施例的液晶顯示裝置的概略電路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方框圖。下面，參照附圖對本發(fā)明的液晶顯示裝置及電子裝置的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
首先，參照圖1和圖2對包含本發(fā)明的液晶顯示裝置的實(shí)施例的電子裝置的構(gòu)成示例進(jìn)行說明。圖1是示出包含本發(fā)明的液晶顯示裝置的時(shí)鐘的主要部分的概略平面圖。圖2是放大示出圖1中的顯示區(qū)域R的概略平面圖。
如圖1所示，該手表5包括手表本體50以及與該手表本體50相連接的表帶55。在該手表本體50的正面，形成有用透明玻璃覆蓋的時(shí)間信息顯示部50A。在時(shí)間信息顯示部50A上，設(shè)置了具有兩個(gè)顯示用開口部51a和51b的文字板51；配置在該文字板51的背后、具有由顯示用開口部51a、51b構(gòu)成可以觀察的部分的液晶顯示裝置52；以及由貫穿文字板51的中心部和液晶顯示裝置52的液晶顯示面板的中心部與圖中未示出的機(jī)件相連接的時(shí)針、分針等構(gòu)成的指針部53。另外，在時(shí)間信息顯示部50A上，可以根據(jù)用戶的選擇，顯示當(dāng)前時(shí)刻、定時(shí)時(shí)刻、經(jīng)過時(shí)間、鬧鈴時(shí)刻、世界時(shí)間等時(shí)間信息。另外，文字板51或指針部53，根據(jù)設(shè)計(jì)可有可無。還有，液晶顯示裝置52不僅可以是一層，而且也可以是2層以上的多層結(jié)構(gòu)。此外，液晶顯示裝置52的剖面不限于是平面，也可以呈彎曲狀。
在液晶顯示裝置52上，設(shè)置了由上述文字板51的顯示用開口部51b構(gòu)成可以觀察的顯示區(qū)域R。如圖2所示，該顯示區(qū)域R由多個(gè)顯示像素P、P’以及由這些顯示像素以外的部分構(gòu)成的非顯示部Q(背景部分)構(gòu)成。顯示像素P、P’呈在設(shè)定方向上延伸的細(xì)長形狀，在圖示的例子中，顯示各個(gè)數(shù)字的部分備有包含排列成“8”字形的7個(gè)顯示像素的一般的7段式結(jié)構(gòu)。還有，顯示像素不限定于7段式，也可以是點(diǎn)陣顯示。
在本實(shí)施例的顯示區(qū)域R內(nèi)的上述多個(gè)顯示像素中，構(gòu)成被顯示的數(shù)字的顯示像素P的色調(diào)和不構(gòu)成該數(shù)字的顯示像素P’的色調(diào)變得相互不同。另外，顯示像素P’的色調(diào)和上述非顯示部Q的色調(diào)變得相互近似，與此不同，與顯示像素P’的色調(diào)相比，顯示像素P的色調(diào)與非顯示部Q的色調(diào)更為不同，即與非顯示部Q的色調(diào)的差異更易辨認(rèn)。
更具體地說，可以是顯示像素P的色調(diào)為亮色(例如白色或其他淺色)，顯示像素P’和非顯示部Q皆為暗色(例如黑色或其他深色)，由亮度確保其可視性的顯示狀態(tài)。還有，這時(shí)也呈所謂的負(fù)圖形顯示狀態(tài)。另外，也可以是顯示像素P的色調(diào)為藍(lán)色，顯示像素P’和非顯示部Q的色調(diào)皆為紅色之類的由色相確?？梢曅缘娘@示狀態(tài)，這時(shí)呈多色圖形的顯示狀態(tài)。
在顯示區(qū)域R，上述多個(gè)顯示像素P、P’中的每一個(gè)，都能夠?qū)⒂^察狀態(tài)切換為圖示的顯示像素P的色調(diào)和圖示的顯示像素P’的色調(diào)中的任何一個(gè)。對這種可以切換觀察狀態(tài)的結(jié)構(gòu)，在以下的各實(shí)施例中將詳細(xì)加以說明。下面參照圖3對本發(fā)明的第1實(shí)施例的液晶顯示裝置進(jìn)行說明。圖3是原理性示出本發(fā)明的第1實(shí)施例的液晶顯示裝置的概略縱剖面圖。該液晶顯示裝置10由在玻璃等構(gòu)成的一對基板120、140之間夾持液晶層180而成的液晶面板100、配置在液晶面板100后方的光調(diào)制層200、配置在光調(diào)制層200后方的反射層600、以及配置在反射層600后方的背光800構(gòu)成。
在液晶面板100中，基板120、140在保持適當(dāng)間距的情況下藉密封材料160相互貼合起來，通過在該密封材料160的內(nèi)側(cè)封入液晶形成液晶層180。在基板120、140各自的內(nèi)表面上，通過蒸發(fā)或?yàn)R射等方法設(shè)置了由ITO(氧化銦錫)等構(gòu)成的透明電極122、142。液晶面板100的透明電極122和透明電極142在平面上重疊的區(qū)域成為上述顯示像素P、P’。在基板120、140的外表面，分別貼附了偏振片124、144。
這里，液晶面板100有在不施加電場的狀態(tài)下可透過光，在通過透明電極122、142施加電場的場合下不透過光的結(jié)構(gòu)。作為液晶顯示裝置100，例如，可以是TN(扭曲向列)型液晶顯示體。這時(shí)，液晶層180雖然在初始取向狀態(tài)有90度的扭曲角，即有90度的旋光性，但是，由于當(dāng)施加設(shè)定值以上的電壓時(shí)，液晶分子在電場方向，亦即面板的厚度方向取向，所以實(shí)質(zhì)上它有各向同性的光學(xué)特性。這時(shí)還有，偏振片124和偏振片144以其偏振透過軸相互正交的方式配置。下面，在將液晶面板為TN型液晶面板的基礎(chǔ)上，對偏振片124具有與圖的紙面平行的偏振透過軸，同時(shí)具有與該偏振透過軸相互正交的偏振吸收軸，即偏振片124透過具有與紙面平行的振動(dòng)面的偏振分量，吸收具有與該振動(dòng)面正交的振動(dòng)面的偏振分量的方式構(gòu)成的情形，另一方面，偏振片144以具有分別與偏振片124的偏振透過軸和偏振吸收軸正交的偏振透過軸和偏振吸收軸的方式進(jìn)行配置的情形，對此分別進(jìn)行說明。
但是，本發(fā)明不限于使用TN(扭曲向列)模式的液晶面板，也可以使用將STN(超扭曲向列)模式等具有可控延遲特性的液晶層和偏振裝置的組合體的液晶面板，或者使用利用高分子分散型、賓主型、動(dòng)態(tài)散射模式的等其他形式的液晶面板。
在上述液晶面板100的后方，即偏振片144的外表面上配置了光調(diào)制板200。在該光調(diào)制板200上形成相當(dāng)于上述第1區(qū)域的窗部200a，該窗部200a以外的部分相當(dāng)于上述第2區(qū)域。窗部200a以與液晶面板100的顯示像素P、P’在平面上大致重疊的平面形狀的形式形成。這里，最好采用如下結(jié)構(gòu)窗部200a以比顯示像素P、P’的區(qū)域略小的形狀形成，對著窗部200a的光調(diào)制板200的內(nèi)緣，其整個(gè)邊緣從平面上看位于顯示像素P、P’的外邊緣的內(nèi)側(cè)一點(diǎn)點(diǎn)。這樣做是因?yàn)?，可以使得在光遮斷狀態(tài)的顯示像素P’中，從外部難以觀察到窗部200a的內(nèi)緣，即第1區(qū)域和第2區(qū)域的交界。
一般說來，光調(diào)制板有調(diào)制光的功能，具體而言，其構(gòu)成可以改變從液晶面板出射的光的在可見光區(qū)域的光譜分布。通過改變該光譜分布，液晶面板顯示區(qū)域的觀察狀態(tài)具備了設(shè)定的色調(diào)，即設(shè)定的亮度和色相。另外，光調(diào)制板可以是具有通過使光透射改變光譜分布的功能的光調(diào)制板，也可是具有通過使光反射改變光譜分布的功能的光調(diào)制板，有哪一種功能的均可。
本實(shí)施例的光調(diào)制板200，基本上是通過使光透射對透射光的光譜分布產(chǎn)生影響的光調(diào)制板，例如，可以用含有呈特定色相的染料或顏料等著色材料的濾色片構(gòu)成。另外，光調(diào)制板200的窗部200a，在本實(shí)施例中以使光原樣透過的方式構(gòu)成。光調(diào)制板200可以是利用印刷、蒸發(fā)或?yàn)R射等方法在透明樹脂膜等透明基底上的除窗部200a以外的部分層疊具有設(shè)定色調(diào)的調(diào)制層的光調(diào)制板，或者也可以是采用摻入染料或顏料等著色材料的樹脂之類的具有設(shè)定色調(diào)的板材，用起?；蚯懈畹确椒ㄐ纬纱安?00a的光調(diào)制板。
在上述光調(diào)制板200的后面配置了反射片600。本實(shí)施例的反射層600是兼具光反射特性和光透射特性的半透射性反射層。反射層600可用例如形成為具有半透射性程度的薄度的Al或Cr等金屬膜形成。反射層600可以在光調(diào)制層200的表面上直接形成，也可用蒸發(fā)或?yàn)R射等方法在透明薄膜等基底上形成。
背光800，只要是由發(fā)光元件和導(dǎo)光板組成的面光源之類的、可從后方照亮液晶面板100的光源，無論哪一種都可以，不過在本實(shí)施例中，使用的是面光源的一種—有機(jī)電致發(fā)光面板。背光800具有借助于由玻璃等構(gòu)成的基板820及其后面的封接玻璃840將發(fā)光層810進(jìn)行密封的眾所周知的結(jié)構(gòu)。在基板820的背表面，通過蒸發(fā)或?yàn)R射等形成了由ITO構(gòu)成的透明電極822。又通過蒸發(fā)或涂敷等在其上形成了電子輸運(yùn)層812，進(jìn)而，再用蒸發(fā)或電解聚合法在其上形成了空穴輸運(yùn)層814。此電子輸運(yùn)層812和空穴輸運(yùn)層814構(gòu)成了上述發(fā)光層810。在發(fā)光層810的表面上，用蒸發(fā)或?yàn)R射等方法形成由鎂和銀的共蒸鍍膜構(gòu)成的金屬電極842。在發(fā)光層810的周圍充填硅油880，用封接玻璃840將整個(gè)發(fā)光層密封起來。
以上說明了結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的液晶顯示裝置10是，既能夠通過由反射層600使入射的外部光反射來觀察顯示狀態(tài)，又能夠通過使從背光800發(fā)出的照明光的一部分透過反射層來觀察顯示狀態(tài)的半透射型液晶顯示裝置。
在本實(shí)施例中，在不施加電場的顯示像素P中，外部光一旦入射，就通過呈光透過狀態(tài)的液晶面板100并通過光調(diào)制板200的窗部200a，既而經(jīng)反射層600反射再度通過窗部200a后，透過液晶面板100射出。另外，從背光800發(fā)出的照明光的一部分在透過反射層600后通過窗部200a，進(jìn)而透過液晶面板100射出。因此，顯示像素P呈亮色(白色)的觀察狀態(tài)。
另外，在施加電場的顯示像素P’中，即使有外部光入射，外部光也不能透過呈光遮斷狀態(tài)的液晶面板100。另外，從背光800發(fā)出的照明光的一部分雖然透過反射層600在通過窗部200a后入射到液晶面板100上，但它不能透過液晶面板100。因此，顯示像素P’呈暗色(黑色)的觀察狀態(tài)。
進(jìn)而，在非顯示部Q中，外部光入射后，透過呈光透過狀態(tài)的液晶面板100到達(dá)光調(diào)制層200，在光調(diào)制層200中受到調(diào)制，該被調(diào)制的光原樣被反射或者透過光調(diào)制層200的光，被反射層600反射后再度透過光調(diào)制層200，而后透過液晶面板100射出。另外，從背光800發(fā)出的照明光的一部分透過反射層600并受光調(diào)制層200調(diào)制后透過液晶面板100原樣射出。因此，非顯示部Q呈由被光調(diào)制層200調(diào)制的光決定的觀察狀態(tài)，例如與光調(diào)制層200的色調(diào)對應(yīng)的觀察狀態(tài)。
在本實(shí)施例中，當(dāng)用黑色濾色片或黑色層形成光調(diào)制層200時(shí)，非顯示部Q看起來總是暗色(黑色)，顯示像素P看起來總是亮色(白色)，顯示像素P’看起來總是暗色(黑色)。因此，在顯示區(qū)域R實(shí)現(xiàn)了反轉(zhuǎn)顯示(負(fù)圖形顯示)的顯示狀態(tài)。
這里，在用通常的常白型液晶面板形成通常顯示(正圖形)的場合，電場施加狀態(tài)的顯示像素構(gòu)成顯示圖形(數(shù)字、文字、圖形等)，而在形成反轉(zhuǎn)顯示(負(fù)圖形)的本實(shí)施例的場合，則與之相反，不施加電場狀態(tài)的顯示像素P形成構(gòu)成顯示圖形的亮色觀察狀態(tài)，通過對構(gòu)成顯示圖形所不需要的顯示像素P’施加電場，顯示像素P’呈與作為背景的非顯示部Q有相同的暗色的觀察狀態(tài)。因此，對顯示像素P、P’，借助于圖中未示出的液晶驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行反轉(zhuǎn)顯示。例如在7段式顯示像素組中顯示數(shù)字“2”時(shí)，使5個(gè)顯示像素P呈不施加電場的狀態(tài)，對剩余的2個(gè)顯示像素P’施加電場。
在該液晶顯示裝置10中，由于液晶面板100的顯示區(qū)域R的顯示像素P、P’以外的非顯示部Q，根據(jù)由光調(diào)制板200進(jìn)行的光調(diào)制而呈現(xiàn)特定的觀察狀態(tài)，所以即使是常白型液晶面板100也能形成反轉(zhuǎn)顯示(負(fù)圖形)。
另外，即使進(jìn)行反轉(zhuǎn)顯示，由于使用了在不施加電場時(shí)呈光透過狀態(tài)的常白型液晶面板100，所以顯示像素P的亮色觀察狀態(tài)在液晶的初始取向狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)，因而能不受施加電壓值的影響，在顯示像素P上獲得高的亮度，同時(shí)還能確保視角較大，能提高顯示品質(zhì)。
進(jìn)而，如上所述，由于用TN模式的液晶面板100能夠?qū)崿F(xiàn)顯示品質(zhì)高的反轉(zhuǎn)顯示，所以沒有必要用STN模式的液晶面板，因而能降低制造成本，同時(shí)還能避免獲得液晶面板時(shí)的困難。
如上所述，在本實(shí)施例中由于對非顯示部Q沒有必要施加電場，因此，與使用在整個(gè)顯示區(qū)域R形成顯示像素的通常的常白型液晶面板、控制整個(gè)顯示區(qū)域R來實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)顯示的場合相比，僅對顯示像素P、P’進(jìn)行反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)就可以了，因而可以大幅度地降低功耗。另外，由于僅反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)顯示像素P、P’，因而還能比用正圖形顯示的場合進(jìn)一步降低功耗。這是因?yàn)樵诒緦?shí)施例中用負(fù)圖形顯示的場合，僅對非顯示的顯示像素P’施加電場就可以了，所以必須施加電場的顯示像素的數(shù)目比用正圖形顯示的場合要少。例如在7段式顯示像素組中顯示數(shù)字“0”時(shí)，在現(xiàn)有的面板中，施加電壓的顯示像素的數(shù)目為6，與此相對照，在本實(shí)施例中，施加電壓的顯示像素的數(shù)目為1，在顯示數(shù)字“1”時(shí)，施加電壓的顯示像素的數(shù)目為5，在顯示數(shù)字“2”時(shí)，施加電壓的顯示像素的數(shù)目同樣為2，總體說來，施加電壓的顯示像素的數(shù)目在半數(shù)以下。因此，相對于現(xiàn)有的正圖形顯示，可以大幅度降低功耗。
另外，在本實(shí)施例中，雖然將光調(diào)制板200配置在偏振片144和反射層600之間，但光調(diào)制板200的配置位置不限定于此，也可在反射層600的上方。不過在本實(shí)施例中，顯示像素P’的暗色觀察狀態(tài)當(dāng)從外部觀察時(shí)，它被看到處在液晶面板100的背面的深度，即偏振片144的配置深度上。因此，為使在非顯示部Q實(shí)現(xiàn)暗色觀察狀態(tài)的光調(diào)制板200的深度和觀察到的顯示像素P’的暗色觀察狀態(tài)所處深度一致，以提高可視性，最好將光調(diào)制板200配置在液晶面板100的背面，即在偏振片144和反射層600之間，或者在基板140和偏振片144之間。下面參照圖4對本發(fā)明第2實(shí)施例的液晶顯示裝置進(jìn)行說明。圖4是第2實(shí)施例的液晶顯示裝置30的概略縱剖面圖。對本實(shí)施例中的與第1實(shí)施例相同的部分標(biāo)以相同的符號(hào)，其說明從略。該液晶顯示裝置30包括液晶面板300、配置在該液晶面板300后方的光調(diào)制板220、與上述第1實(shí)施例有相同結(jié)構(gòu)的反射板600以及背光800。
液晶面板300具有與第1實(shí)施例相同的基板120、140，密封材料160以及液晶層180。在基板120的外表面貼附與第1實(shí)施例相同的偏振片124。在基板140的外表面貼附彩色偏振片344。該彩色偏振片344雖具有與第1實(shí)施例的偏振片144相同的偏振透過軸和偏振吸收軸，但它以如下方式構(gòu)成并非在可見光區(qū)域的全部波長范圍內(nèi)，均勻地吸收具有與偏振吸收軸平行的振動(dòng)面的偏振分量，而是能透過特定波段的光，即對上述偏振分量形成設(shè)定的偏振光譜分布。上述特定波段可以是可見光區(qū)域內(nèi)的任何波段，也可以是多個(gè)波段。在以下將予說明的本實(shí)施例中，以上述特定波段為紅色波段(位于可見光區(qū)域的長波長一側(cè)端部的波段)為例進(jìn)行說明。
本實(shí)施例的光調(diào)制板220與第1實(shí)施例一樣，在與顯示像素P、P’重疊的部分具有窗部220a，并且構(gòu)成可形成與具有彩色偏振片344的上述特定波段的偏振光譜分布相近似的光的紅色濾色片。
下面參照圖5(a)和(b)對本實(shí)施例的液晶顯示裝置30的顯示狀態(tài)進(jìn)行說明。圖5(a)是原理性示出入射外部光以進(jìn)行顯示時(shí)的液晶顯示裝置30的光學(xué)結(jié)構(gòu)的說明圖。
對未施加電場的顯示像素P，外部光302透過偏振片124成為具有與紙面平行的振動(dòng)面的線偏振光，然后由液晶層180將偏振方向扭轉(zhuǎn)90°變成具有與紙面垂直的振動(dòng)面的線偏振光，原樣透過彩色偏振片344，并在通過窗部220a后被反射層600反射。該被反射的與紙面垂直方向的線偏振光再次經(jīng)彩色偏振片344被液晶層180將偏振方向扭轉(zhuǎn)90°變成具有與紙面平行的振動(dòng)面的線偏振光，作為具有與紙面平行的振動(dòng)面的線偏振光304從偏振片124射出。這樣，由于在顯示像素P中，液晶面板300處于光透過狀態(tài)，所以出射光304為白色光，顯示像素P呈亮色(白色)的觀察狀態(tài)。
另一方面，在施加電場的顯示像素P’中，外部光因透過偏振片124而形成的具有與紙面平行的振動(dòng)面的線偏振光，透過液晶層180也不改變其偏振方向地射入彩色偏振片344。
由于彩色偏振片344具有與該線偏振光的振動(dòng)面平行的偏振吸收軸，所以它使該線偏振光中的紅色光透過，而將其他顏色的光吸收。然后紅色線偏振光通過窗部220a被反射層600反射，并原樣再度依次透過彩色偏振片344、液晶層180、偏振片124，成為具有與紙面平行的振動(dòng)面的紅色線偏振光308從偏振片124射出。因此，顯示像素P’呈紅色的觀察狀態(tài)。
進(jìn)而，在非顯示部Q中，外部光302因偏振片124而變成具有與紙面平行的振動(dòng)面的線偏振光，然后透過液晶層180，從而偏振方向被扭轉(zhuǎn)90°變成具有與紙面垂直的振動(dòng)面的線偏振光，再透過彩色偏振片344到達(dá)光調(diào)制板220。該線偏振光透過光調(diào)制板200從而變成紅色線偏振光后被反射層600反射，再度通過光調(diào)制板220和彩色偏振片344，由液晶層180將偏振方向扭轉(zhuǎn)90°變成具有與紙面平行的振動(dòng)面的線偏振光，作為具有與紙面平行的振動(dòng)面的紅色線偏振光306從偏振片124射出。因此，非顯示部Q呈紅色觀察狀態(tài)。
下面參照圖5(b)對本實(shí)施例的液晶顯示裝置30的基于從背光800發(fā)出的照明光的顯示狀態(tài)進(jìn)行說明。
對于顯示段(像素)P，從背光800發(fā)出的光303的一部分通過反射層600，并在通過窗部220a后透過彩色偏振片344。這時(shí)，光303中的具有與紙面垂直的振動(dòng)面的偏振分量原樣透過偏振片344，至于具有與紙面平行的振動(dòng)面的偏振分量，其紅色波段的光可原樣透過，而其他顏色的光則被吸收。因此，紅色波段以外的光變成具有與紙面垂直的振動(dòng)面的線偏振光。其后，偏振方向被液晶層180扭轉(zhuǎn)90°，從而紅色波段以外的光成為具有與紙面平行的振動(dòng)面的線偏振光，并在此原有的偏振狀態(tài)下透過偏振片124。另外，紅色波段的光也因偏振片124而只透過具有與紙面平行的振動(dòng)面的線偏振光。這樣一來，只是具有與紙面平行的振動(dòng)面的線偏振光305從偏振片124射出。因此，顯示像素P呈亮色(白色)的觀察狀態(tài)。
另一方面，在顯示像素P’中，從背光800發(fā)出的光303的一部分透過反射層600，并在通過窗部220a后透過彩色偏振片344。這里，紅色波段的光原樣透過彩色偏振片344，而其他顏色的光則只有具有與紙面垂直的振動(dòng)面的偏振分量透過。該光在原有的狀態(tài)下透過液晶層180，入射到偏振片124。這時(shí)，由于偏振片124只使具有與紙面平行的振動(dòng)面的偏振分量透過，所以紅色波段以外的光全部被偏振片124吸收，只有紅色波段的光成為具有與紙面平行的振動(dòng)面的線偏振光309從偏振片124射出。因此，顯示像素P’呈紅色的觀察狀態(tài)。
進(jìn)而，在非顯示部Q中，從背光800發(fā)出的光303的一部分透過反射層600，再透過光調(diào)制板220而成為紅色波段的光入射到彩色偏振片344上。這時(shí)，彩色偏振片344基本上不吸收紅色波段的光而使其原樣透過。然后，在透過液晶層180后，再因透過偏振片124而成為具有與紙面平行的振動(dòng)面的紅色波段的線偏振光307射出。因此，非顯示部Q呈紅色的觀察狀態(tài)。
如以上說明，在本實(shí)施例中，基于外部光的反射型顯示和依賴于背光的透射型顯示的任何一種，都是顯示像素P呈亮色(白色)，顯示像素P’和非顯示部Q皆呈紅色。因此，本實(shí)施例的顯示狀態(tài)為紅色的反轉(zhuǎn)顯示(負(fù)圖形)。
在本實(shí)施例中，對彩色偏振片344透過紅色，光調(diào)制板220形成紅色光的情形進(jìn)行了說明，但是，同樣也能構(gòu)成使彩色偏振片344的特定波段的光和受光調(diào)制板220調(diào)制后的光成為紅色光以外的其他各種波段的光的情形。
另外，在本實(shí)施例中，在液晶層180的后面配置了彩色偏振片344，但是也可將液晶層180的后面的彩色偏振片344做成通常的偏振片，同時(shí)將配置在液晶層180前面的偏振片124做成彩色偏振片，另外將配置在液晶層180前后兩側(cè)的偏振片都做成彩色偏振片。在這些場合，任何一種都能實(shí)現(xiàn)與以上所述大致相同的顯示狀態(tài)。下面參照圖6對本發(fā)明的第3實(shí)施例的液晶顯示裝置進(jìn)行說明。在該實(shí)施例中，關(guān)于與第1實(shí)施例和第2實(shí)施例相同的部分，其說明從略。在本實(shí)施例中，包括與上述第2實(shí)施例相同的液晶面板300，以及與第1實(shí)施例和第2實(shí)施例相同的反射層600和背光800。
如圖6所示，本實(shí)施例的光調(diào)制層240具有相當(dāng)于上述第1區(qū)域的第1濾色片部240a和相當(dāng)于上述第2區(qū)域的第2濾色片部240b，第1濾色片部240a和第2濾色片部240b具有相互不同的光調(diào)制功能，例如相互不同的色相。對各濾色片部的光調(diào)制功能并無特別的限定，其構(gòu)成只要能實(shí)現(xiàn)相互不同的觀察狀態(tài)就足夠了，不過作為具體例子，下面以第1濾色片部240a為黃色濾色片(即對紅色波段和綠色波段兩者具有實(shí)質(zhì)性的光透過特性的濾色片)，第2濾色片部240b為紅色濾色片的情形為例加以說明。
在未施加電壓的顯示像素P中，外部光一旦透過液晶面板300，就成為具有與紙面垂直的振動(dòng)面的線偏振光，然后透過第1濾色片部240a，成為具有紅色波段和綠色波段的波長分量的黃色光，再被反射層600反射。然后再次透過第1濾色片部240a后，通過液晶面板300成為黃色光射出。因此，顯示像素P呈黃色的觀察狀態(tài)。
另一方面，在施加電壓的顯示像素P’中，在外部光透過液晶面板300后，就被偏振片124轉(zhuǎn)變成具有與紙面平行的振動(dòng)面的線偏振光，然后就在這樣的原有偏振狀態(tài)下通過液晶層180，從而成為具有與紙面平行的振動(dòng)面的線偏振光，再后，因彩色偏振片344的作用，具有與紙面平行的振動(dòng)面的偏振分量中的紅色波段以外的光被吸收，只有紅色波段的光通過第1濾色片240a。這時(shí)，由于紅色波段的光能夠透過第1濾色片部240a，所以紅色光原樣被反射層600反射。該紅色光再次透過第1濾色片部240a，進(jìn)而透過彩色偏振片344后，通過液晶層180從偏振片124射出。因此，顯示像素P’呈紅色的觀察狀態(tài)。
另外，在非顯示部Q中，與上述第2實(shí)施例相同，因光調(diào)制板240的第2濾色片部240b的濾色特性，它總是呈紅色的觀察狀態(tài)。
進(jìn)而，關(guān)于基于從背光800發(fā)出的照明光的觀察狀態(tài)，可以得到與上述情況相同的，顯示像素P呈黃色、顯示像素P’呈紅色、非顯示部Q呈紅色的觀察狀態(tài)。
如以上說明的那樣，在本實(shí)施例中，非顯示部Q總是呈紅色的觀察狀態(tài)，顯示像素P、P’則根據(jù)是否施加電場而可以切換為與非顯示部Q近似的紅色觀察狀態(tài)和黃色觀察狀態(tài)。因此，在本實(shí)施例中可以實(shí)現(xiàn)多色顯示狀態(tài)，如上述具體例子中的紅色和黃色顯示狀態(tài)。
在本實(shí)施例中，顯示像素P’的觀察狀態(tài)由第1濾色片部240a的光調(diào)制特性和彩色偏振片344的光吸收特性決定。例如關(guān)于色相，顯示像素P’的觀察狀態(tài)隨著由第1濾色片部240a得到的調(diào)制光譜分布和彩色偏振片344產(chǎn)生的具有與其偏振吸收軸平行的振動(dòng)面的偏振分量而得到的偏振光譜分布而定。在本實(shí)施例的場合，更具體地說，顯示像素P’的觀察狀態(tài)由第1濾色片部240a產(chǎn)生的調(diào)制光譜分布和彩色偏振片344產(chǎn)生的上述偏振分量的偏振光譜分布的減色混合決定；顯示像素P的觀察狀態(tài)只由第1濾色片部240a產(chǎn)生的調(diào)制光譜分布決定。
因此，在本實(shí)施例中，由于顯示像素P’的觀察狀態(tài)和非顯示部Q的觀察狀態(tài)近似，所以將第1濾色片部240a產(chǎn)生的調(diào)制光譜分布和彩色偏振片344產(chǎn)生的上述偏振分量的偏振光譜分布進(jìn)行減色混合(或相乘)形成的累計(jì)光譜分布，必須與第2濾色片部240b產(chǎn)生的調(diào)制光譜分布近似。作為上述具體實(shí)施例以外的例子，例如可舉出當(dāng)彩色偏振片344與上述具體實(shí)施例的相同時(shí)，在第1濾色片部240a在紅色波段和藍(lán)色波段有透光性(即紫紅色濾色片)的場合，若第2濾色片部240b是紅色濾色片，則在紅色背景上得到紫紅色的顯示圖形。另外，若第2濾色片部240b是藍(lán)色濾色片，則在藍(lán)色背景上得到紫紅色的顯示圖形。進(jìn)而還有，在彩色偏振片344具有對有與偏振吸收軸平行的振動(dòng)面的偏振分量只透過其綠色波段的光的特性的場合，若第1濾色片部240a如以上所述那樣對紅色波段和綠色波段的光有透射性，則顯示像素P呈黃色觀察狀態(tài)，顯示像素P’呈綠色觀察狀態(tài)。這時(shí)，為使背景為綠色，第2濾色片部240b還是必須有只透過綠色波段的光學(xué)特性。
如上所述，在本實(shí)施例中可以進(jìn)行多種顏色的顯示，實(shí)現(xiàn)色彩豐富的顯示狀態(tài)。在這種場合，不僅適用于上述各實(shí)施例那樣的7段式顯示像素組，對適當(dāng)?shù)膱D形顯示，例如特定的圖像、字符等標(biāo)志圖形或其他圖形也能進(jìn)行彩色化顯示或非彩色化顯示。另外，通過用多個(gè)顯示像素構(gòu)成圖形，還能以彩色實(shí)現(xiàn)適當(dāng)圖形的動(dòng)作顯示(動(dòng)態(tài)顯示)。
在上述實(shí)施例中，給出了關(guān)于光調(diào)制裝置僅設(shè)置了第1區(qū)域(第1濾色片部)和第2區(qū)域(第2濾色片部)的例子，但也可以設(shè)置2個(gè)以上的第1區(qū)域，實(shí)現(xiàn)3個(gè)以上不同的色調(diào)。這時(shí)，如果由多個(gè)第1區(qū)域形成的調(diào)制光譜分布都形成包含彩色偏振片的偏振光譜分布中存在的波段的光波長的分布，則在全部顯示像素中可以切換成由上述偏振光譜分布得到的觀察狀態(tài)。
根據(jù)該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，可以收到如下的效果不采用反射偏振片(透過具有設(shè)定方向的振動(dòng)面的偏振分量，反射具有另外的方向的振動(dòng)面的偏振分量所構(gòu)成的反射偏振片)也能廉價(jià)地制造與在液晶面板的后面配置那樣的反射偏振片、再在該反射偏振片的后面配置適當(dāng)?shù)墓庹{(diào)制裝置的液晶顯示裝置有相同功能的液晶顯示裝置。下面參照圖7和圖8對本發(fā)明的第4實(shí)施例的液晶顯示裝置進(jìn)行說明。圖7示出了第4實(shí)施例的局部顯示區(qū)域。圖8是原理性示出沿圖7的B-B線剖開部分的局部縱剖面圖。在液晶顯示裝置70中，如圖7所示，設(shè)置了位于顯示區(qū)域最前面的光調(diào)制板72。該光調(diào)制板72的表面(外表面)具有設(shè)定的色調(diào)，該色調(diào)可以通過例如在由合適的材料構(gòu)成的板狀體基底的表面上，形成由適當(dāng)?shù)負(fù)饺肓祟伭稀⑷玖系戎牧系耐苛蠘?gòu)成的印刷層而得到。在該光調(diào)制板72上形成多個(gè)顯示窗72a。在圖示的例中，顯示窗72a具有與7段式的7個(gè)顯示像素組相同的形狀。
如圖8所示，其構(gòu)成如下在各顯示窗72a的后面，各配置了一個(gè)液晶面板700，透過各顯示窗72a可觀察到各液晶面板700的顯示區(qū)域。這些液晶面板700是用密封材料將由玻璃等構(gòu)成的一對基板720、740貼合起來，并在兩基板間封入液晶形成液晶層780的液晶面板。這里，在基板720、740的內(nèi)表面上形成了相向的透明電極722、742。另外，在基板720、740的外表面上分別粘貼了偏振片724、744。
該液晶面板700與上述各實(shí)施例一樣，是在構(gòu)成其顯示區(qū)域的透明電極722、742間施加設(shè)定的電壓時(shí)呈光遮斷狀態(tài)，不施加電壓時(shí)呈光透過狀態(tài)的所謂常白型液晶面板。對本實(shí)施例的液晶面板700，雖然可以采用有多個(gè)顯示像素的通常的液晶面板(如點(diǎn)陣型面板)，但也可以在該面板的整個(gè)面上實(shí)現(xiàn)一個(gè)顯示狀態(tài)，因此，只具有在2片基板的內(nèi)表面上分別形成幾乎遍及整個(gè)顯示區(qū)域的單一透明電極的單一像素的液晶面板也就足夠了。
在上述液晶面板700的后面配置了反射層750，在其更后面配置了與上述各實(shí)施例相同的由有機(jī)EL面板等構(gòu)成的背光800。因背光800的結(jié)構(gòu)與上述各實(shí)施例的相同，故其說明從略。
在本實(shí)施例中，反射層750可以是與上述各實(shí)施例相同的半透射性反射層，或者也可以是形成了具有適當(dāng)色調(diào)的彩色反射層的反射層。作為彩色反射層，可以采用在構(gòu)成反射層的材料中適當(dāng)摻入染料、顏料等著色材料、或在有反射性的材料的表面上另外形成濾色片層的等類有適當(dāng)結(jié)構(gòu)的有色反射層。
例如在上述光調(diào)制板72的色調(diào)為黑色的場合，將反射層750做成與上述各實(shí)施例相同的半透射性反射層。這樣一來，與上述各實(shí)施例一樣，液晶面板的顯示區(qū)域在不施加電場時(shí)呈亮色(白色)，在施加電場時(shí)呈暗色(黑色)。因此，如圖7所示，通過使構(gòu)成顯示圖形(在圖示例中為數(shù)字“4”)的(4個(gè))液晶面板700為不施加電場的狀態(tài)，不構(gòu)成顯示圖形的(3個(gè))液晶面板700為施加電場的狀態(tài)，可以進(jìn)行以上述光調(diào)制板72的表面和施加電場狀態(tài)的液晶面板700的顯示區(qū)域?yàn)楸尘安糠值姆崔D(zhuǎn)顯示(負(fù)圖形顯示)。
另外，在本實(shí)施例中，也可以像上述第2實(shí)施例那樣采用彩色偏振片，以使在電場施加狀態(tài)的液晶面板700的顯示區(qū)域呈現(xiàn)與上述光調(diào)制板72的表面的色調(diào)相近似的色調(diào)，或者也可以通過在各液晶面板700上形成上述彩色反射層或其他光調(diào)制層，來實(shí)現(xiàn)第3實(shí)施例那樣的多色顯示。
進(jìn)而，在本實(shí)施例中，雖然用一片液晶面板700構(gòu)成一個(gè)顯示區(qū)域，但也可以用一片(共用)液晶面板構(gòu)成2個(gè)以上的顯示區(qū)域。例如可以在上述的圖示例中，在2個(gè)以上的顯示窗的后面配置一片(共用)液晶面板，在該液晶面板上形成與各顯示窗72a對應(yīng)的2個(gè)以上的顯示像素。另外，也可與此相反，以如下方式構(gòu)成，在一個(gè)顯示窗72a的后面設(shè)置具有2個(gè)以上可獨(dú)立控制的顯示像素的液晶面板，使得可以在顯示窗72a內(nèi)的多個(gè)區(qū)域切換顯示。
在本實(shí)施例中，在構(gòu)成比較大的顯示體的場合，可以用多片簡單的液晶面板實(shí)現(xiàn)一個(gè)顯示狀態(tài)。因此，作為電子公告板、室外顯示、廣告塔、記分牌、電光公告板等的替代品，它是非常有效的。在這種場合，由于就液晶面板結(jié)構(gòu)本身而言，其顯示像素的結(jié)構(gòu)單元大，并且像素?cái)?shù)目少，所以可以廉價(jià)地制造顯示體。最后，對上述各實(shí)施例皆可以應(yīng)用的結(jié)構(gòu)部分及變例進(jìn)行說明。
首先，參照圖10對上述各實(shí)施例的液晶顯示裝置所必須的液晶面板驅(qū)動(dòng)裝置的概略結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在上述各實(shí)施例的液晶顯示裝置10中，如圖10所示，需要使上述的反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)成為可能的液晶驅(qū)動(dòng)電路1010、控制該液晶驅(qū)動(dòng)電路1010的控制電路1020以及對液晶驅(qū)動(dòng)電路1010供電的電源電路1030。另外，雖然圖中未示出，但在液晶顯示裝置10內(nèi)部或外部還設(shè)置了對上述背光既供電又進(jìn)行控制的電路部分。
液晶驅(qū)動(dòng)電路1010包括對液晶面板，例如圖示例中的上述液晶面板100的公用電極(上述實(shí)施例中所述的相向的一對透明電極中的一方)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vc的驅(qū)動(dòng)電路部分1011和對上述液晶面板100的段電極(上述透明電極中的另一方)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vs的驅(qū)動(dòng)電路部分1012。
控制電路1020接收從外部來的顯示數(shù)據(jù)D和控制數(shù)據(jù)C，對上述液晶驅(qū)動(dòng)電路1010發(fā)出控制信號(hào)S1，另外，根據(jù)需要對下面將敘述的電源電路1030發(fā)出控制信號(hào)S2?？刂菩盘?hào)S1控制液晶驅(qū)動(dòng)電路1010，形成上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vc、Vs。
電源電路1030從設(shè)定的供電電源向液晶驅(qū)動(dòng)電路1010提供為形成上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vc、Vs所必須的多個(gè)電源電位Ve。液晶驅(qū)動(dòng)電路1010根據(jù)上述控制信號(hào)S1切換這些電源電位Ve，從而形成上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vc、Vs。
在上述各實(shí)施例中，對在用現(xiàn)有的常白型液晶面板為進(jìn)行通常顯示(正圖形顯示)而驅(qū)動(dòng)的場合施加閾值電壓以上的電壓的顯示像素，不施加電壓或只施加小于閾值的電壓。此外，通過改變例如控制電路1020的控制信號(hào)S1為現(xiàn)有的信號(hào)狀態(tài)，使得在通常顯示時(shí)對未施加電壓或只施加小于閾值的電壓的顯示像素施加閾值以上的電壓，在將液晶驅(qū)動(dòng)電路1010做成如現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)的情況下，也能夠極為容易地在液晶面板100上進(jìn)行反轉(zhuǎn)顯示(負(fù)圖形顯示)。
另外，也可以使圖10所示的液晶顯示裝置內(nèi)的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)完全沒有改變，借助于從外部供給的數(shù)據(jù)，例如圖示的控制數(shù)據(jù)C，成為與通常驅(qū)動(dòng)不同的數(shù)據(jù)來進(jìn)行反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
下面對上述各實(shí)施例的液晶顯示裝置及電子裝置的變例進(jìn)行說明。在上述各實(shí)施例中，雖然構(gòu)成了半透射型液晶顯示裝置，但用簡單的反射型液晶顯示裝置或透射型液晶顯示裝置也能得到與上述相同的顯示狀態(tài)，并具有同樣的效果。進(jìn)而也可以構(gòu)成熟知的前光形式的液晶顯示裝置。另外，在上述各實(shí)施例中，雖然為構(gòu)成半透射型液晶顯示裝置采用了半透射性的反射層，但也可以采用在每個(gè)像素上有狹縫等光透過部的反射層。
另外，在上述各實(shí)施例中，雖然都采用了透過設(shè)定的偏振分量同時(shí)吸收另外的偏振分量的類型的偏振裝置，但也可以與此不同，采用透過設(shè)定的偏振分量同時(shí)反射另外的偏振分量這種類型的所謂的反射偏振片。這時(shí)，可以構(gòu)成與上述彩色偏振片對應(yīng)的反射彩色偏振片。根據(jù)以上已作出說明的本發(fā)明，能構(gòu)成可進(jìn)行反轉(zhuǎn)顯示(負(fù)圖形)的液晶顯示裝置，并且在能降低制造成本的同時(shí)還能求得顯示品質(zhì)的提高。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括含有顯示像素的液晶顯示面板；以及具有在與上述顯示像素大致重疊的位置上，具備設(shè)定的光調(diào)制特性的第1區(qū)域，同時(shí)具有在上述第1區(qū)域以外的部分，具備與上述第1區(qū)域不同的光調(diào)制特性的第2區(qū)域的光調(diào)制裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述第2區(qū)域在對應(yīng)于沒有形成上述像素的區(qū)域形成。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述液晶顯示面板可以這樣構(gòu)成，使得可以基于在上述第1區(qū)域受到調(diào)制的光，根據(jù)電壓施加狀態(tài)，在上述顯示像素內(nèi)有選擇地實(shí)現(xiàn)相互不同的第1觀察狀態(tài)和第2觀察狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述第1觀察狀態(tài)在視覺上與基于在上述第2區(qū)域受到調(diào)制的光的第3觀察狀態(tài)較接近，而上述第2觀察狀態(tài)在視覺上距上述第3觀察狀態(tài)較遠(yuǎn)。
5.如權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述液晶面板以未施加電壓時(shí)在上述顯示像素內(nèi)實(shí)現(xiàn)上述第2觀察狀態(tài)的方式構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述第2觀察狀態(tài)與上述第1觀察狀態(tài)相比，其亮度高。
7.如權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述第2觀察狀態(tài)以在多個(gè)上述顯示像素之間形成多個(gè)相互不同的觀察狀態(tài)的方式構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述第2觀察狀態(tài)以在一個(gè)上述顯示像素內(nèi)包含多個(gè)相互不同的觀察狀態(tài)的方式構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述液晶顯示面板包括具有依賴于所施加電場的延遲特性的液晶盒；配置在該液晶盒的前面的第1偏振裝置；以及配置在上述液晶盒的后面的第2偏振裝置。
10.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述光調(diào)制裝置與上述第2偏振裝置的后面毗鄰配置。
11.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述光調(diào)制裝置配置在上述第1偏振裝置的前面。
12.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述第1偏振裝置和上述第2偏振裝置中的至少一方以如下方式構(gòu)成通過有選擇地調(diào)制具有設(shè)定方向上的振動(dòng)面的偏振分量，該偏振分量形成設(shè)定的偏振光譜分布，借助于上述偏振光譜分布和在上述第1區(qū)域進(jìn)行光調(diào)制而得到的色調(diào)，與借助于在上述第2區(qū)域受到調(diào)制的光得到的色調(diào)相近似。
13.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述液晶顯示面板包括液晶盒；配置在該液晶盒前面的第1偏振裝置；以及配置在上述液晶盒后面的第2偏振裝置，上述第1偏振裝置和上第2偏振裝置中的至少一方以如下方式構(gòu)成通過有選擇地調(diào)制具有設(shè)定方向上的振動(dòng)面的偏振分量，該偏振分量形成設(shè)定的偏振光譜分布，借助于上述偏振光譜分布和在上述第1區(qū)域進(jìn)行光調(diào)制來實(shí)現(xiàn)上述第1觀察狀態(tài)。
14.如權(quán)利要求12所述的液晶顯示裝置，其特征在于它是這樣構(gòu)成的在不受能構(gòu)成上述偏振光譜分布的上述第1偏振裝置和上述第2偏振裝置中的至少一方對上述偏振分量的調(diào)制的狀態(tài)下，借助于在上述第1區(qū)域進(jìn)行光調(diào)制，在上述顯示像素內(nèi)實(shí)現(xiàn)上述第2觀察狀態(tài)。
15.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于設(shè)置包含有上述顯示像素的多個(gè)上述液晶面板，上述光調(diào)制裝置配置在多個(gè)上述液晶面板的前面。
16.一種電子裝置，其特征在于包含權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置。
17.一種電子裝置，其特征在于包含權(quán)利要求14所述的液晶顯示裝置。
18.如權(quán)利要求15所述的電子裝置，其特征在于將上述液晶顯示裝置的液晶顯示面用于時(shí)間信息顯示部分。
全文摘要
本發(fā)明的課題是廉價(jià)地制造可形成反轉(zhuǎn)顯示(負(fù)圖形)、顯示品質(zhì)高的液晶顯示裝置。設(shè)置備有與液晶面板100的顯示像素P、P’重疊的窗部200a,并有與非顯示部Q重疊的光調(diào)制部分的光調(diào)制板200。通過對構(gòu)成數(shù)字等顯示圖形的顯示像素P不施加電場,對不構(gòu)成顯示圖形的顯示像素P’施加電場,能夠?qū)崿F(xiàn)反轉(zhuǎn)顯示(負(fù)圖形)的顯示狀態(tài)。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1354382SQ01139339
公開日2002年6月19日 申請日期2001年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月22日
發(fā)明者有川康夫 申請人:精工愛普生株式會(huì)社