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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung und ein elektronisches
Gerät,
das diese verwendet, und insbesondere eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung
vom Reflexionstyp, die eine Anzeige durch Reflexion von externem
Licht ausführt,
und eine transflektive Anzeigevorrichtung, die sowohl als Anzeigevorrichtung
vom Reflexionstyp verwendet werden kann, die eine Anzeige durch
Reflexion von externem Licht ausführt, wie auch als Anzeigevorrichtung
vom Durchlässigkeitstyp,
die eine Anzeige durch Durchlassen von Lichtquellenlicht ausführt, und
ein elektronisches Gerät,
das diese verwendet.
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Bisher
waren Anzeigevorrichtungen, die eine Flüssigkristallplatte verwenden,
von zwei Arten: Anzeigevorrichtungen vom Reflexionstyp, die eine
Anzeige unter Verwendung von externem Licht ausführen, und Anzeigevorrichtungen
vom Durchlässigkeitstyp,
bei welchen Licht hinter einer Flüssigkristallplatte zugeführt wird.
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Im
Falle einer Anzeigevorrichtung vom Reflexionstyp ist die Lichtmenge
an einem dunklen Ort verringert, so dass die Anzeige kaum zu erkennen
ist. Im Falle einer Anzeigevorrichtung vom Durchlässigkeitstyp steigt
der Energieverbrauch im Verhältnis
zu der Lichtquelle, unabhängig
davon, ob der Ort hell oder dunkel ist, so dass sie nicht besonders
gut für
eine tragbare Anzeigevorrichtung oder dergleichen geeignet ist,
die durch eine Batterie betrieben wird.
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Angesichts
dessen ist eine transflektive Anzeige verfügbar, die sowohl als Reflexionstyp
wie auch als Durchlässigkeitstyp
verwendet werden kann. Wenn diese Anzeigevorrichtung an einem hellen
Ort verwendet wird, wird externes Licht, das auf den Anzeigeschirm
fällt,
von einer Reflexionsplatte reflektiert, die im Inneren der Vorrichtung
bereitgestellt ist, und dabei wird die Lichtmenge, die von dem Anzeigeschirm
ausgestrahlt wird, für
jedes Pixel unter Verwendung optischer Elemente, wie eines Flüssigkristalls
und einer Polarisierungsplatte, gesteuert, die in dem optischen
Pfad angeordnet sind, um eine Anzeige vom Reflexionstyp auszuführen.
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Wenn
diese Anzeigevorrichtung andererseits an einem dunklen Ort verwendet
wird, wird Lichtquellenlicht von der Rückseite der Flüssigkristallplatte
durch eine eingebaute Lichtquelle, wie ein Rücklicht, zugeführt, und
dabei wird die Lichtmenge, die von dem Anzeigeschirm ausgestrahlt
wird, für
jedes Pixel unter Verwendung der obengenannten optischen Elemente,
wie des Flüssigkristalls
und der Polarisierungsplatte, gesteuert, um eine Anzeige vom Durchlässigkeitstyp
auszuführen.
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Ferner
wird in einer Anzeigevorrichtung, die sowohl als Reflexionstyp wie
auch als Durchlässigkeitstyp verwendet
werden kann, TN (verdrillter nematischer) Flüssigkristall, STN (superverdrillter
nematischer) Flüssigkristall
oder dergleichen für
den Flüssigkristall
verwendet, mit dem die Flüssigkristallplatte
gefüllt
ist, und entsprechend dem Vorhandensein oder Fehlen einer Spannung,
die an die Pixel angelegt wird, wird die Polarisationsachse des
Flüssigkristalls
gedreht, um die Durchlässigkeitspolarisationsachse
variabel zu machen.
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Ferner
ermöglicht
die Polarisierungsplatte, dass Licht mit einer linearen Polarisationskomponente
in eine vorbestimmte Richtung durchgelassen wird.
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Hier
wird eine herkömmliche
transflektive Anzeigevorrichtung unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
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In 10 bezeichnet
das Bezugszeichen 5110 einen Spannungsanlegungsbereich
einer TN-Flüssigkristallplatte
und das Bezugszeichen 5120 bezeichnet einen Nicht-Spannungsanlegungsbereich
der TN-Flüssigkristallplatte.
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Das
Bezugszeichen 5130 bezeichnet eine obere Polarisierungsplatte,
das Bezugszeichen 5302 bezeichnet eine obere Glasplatte,
das Bezugszeichen 5304 bezeichnet eine untere Glasplatte,
das Bezugszeichen 5160 bezeichnet eine Reflexionspolarisierungsplatte,
das Bezugszeichen 5307 bezeichnet eine halbdurchlässige Lichtabsorptionsplatte
und das Bezugszeichen 5210 bezeichnet eine Lichtquelle.
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Zunächst wird
ein Fall beschrieben, in dem eine schwarze und weiße Anzeige
durch eine Anzeige vom Reflexionstyp ausgeführt wird.
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Einfallendes
Licht 5601, das von außerhalb
der Anzeigevorrichtung kommt, wird durch die obere Polarisierungsplatte 5130 in
Licht mit einer linearen Polarisationskomponente parallel zu der
Ebene der Zeichnung umgewandelt, in Licht mit einer linearen Polarisationskomponente
in eine Richtung senkrecht zu der Ebene der Zeichnung umgewandelt,
deren Polarisationsrichtung durch den Nicht-Spannungsanlegungsbereich 5120 der
TN-Flüssigkristallplatte
um etwa 90 Grad verdreht wird, von der Reflexionspolarisierungsplatte 5160 als
Licht mit einer linearen Polarisationskomponente in eine Richtung
senkrecht zu der Ebene der Zeichnung reflektiert, wieder in Licht
mit einer linearen Polarisationskomponente parallel zu der Ebene
der Zeichnung umgewandelt, deren Polarisationsrichtung durch den
Nicht-Spannungsanlegungsbereich 5120 der TN-Flüssigkristallplatte
um etwa 90 Grad verdreht wird, und von der oberen Polarisierungsplatte 5130 ausgestrahlt.
Wenn daher keine Spannung an die TN-Flüssigkristallplatte
angelegt wird, wird eine weiße
Anzeige ausgeführt.
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Andererseits
wird einfallendes Licht 5603, das von außerhalb
der Anzeigevorrichtung kommt, in Licht mit einer linearen Polarisationskomponente
in eine Richtung parallel zu der Ebene der Zeichnung durch die obere
Polarisierungsplatte 5130 umgewandelt, als Licht mit einer
linearen Polarisationskomponente parallel zu der Ebene der Zeichnung
ohne Änderung
der Polarisationsrichtung durch den Spannungsanlegungsbereich 5110 der
TN-Flüssigkristallplatte
umgewandelt, und dann von der halbdurchlässigen Lichtabsorptionsplatte 5307 absorbiert,
mit dem Ergebnis, dass eine schwarze Anzeige ausgeführt wird.
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Anschließend wird
ein Fall beschrieben, in dem eine schwarze und weiße Anzeige
durch eine Anzeige vom Durchlässigkeitstyp
ausgeführt
wird.
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Licht 5602 von
der Lichtquelle 5210 wird durch eine Öffnung durchgelassen, die in
der halbdurchlässigen
Lichtabsorptionsplatte 5307 ausgebildet ist, in Licht mit
einer linearen Polarisationskomponente in eine Richtung parallel
zu der Ebene der Zeichnung durch die Reflexionspolarisierungsplatte 5160 umgewandelt,
in Licht mit einer linearen Polarisationskomponente senkrecht zu
der Ebene der Zeichnung umgewandelt, deren Polarisationsrichtung
durch den Nicht-Spannungsanlegungsbereich 5120 der
TN-Flüssigkristallplatte
um etwa 90 Grad verdreht wird, und von der oberen Polarisierungsplatte 5130 absorbiert,
um eine schwarze Anzeige auszuführen.
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Anderseits
wird Licht 5604 von der Lichtquelle 5120 durch
die Öffnung
durchgelassen, die in der halbdurchlässigen Lichtabsorptionsplatte 5307 ausgebildet
ist, in Licht mit einer linearen Polarisationskomponente in eine
Richtung parallel zu der Ebene der Zeichnung durch die Reflexionspolarisierungsplatte 5160 umgewandelt,
und durch den Spannungsanlegungsbereich 5110 der TN-Flüssigkristallplatte
als Licht mit einer linearen Polarisationskomponente in eine Richtung
parallel zu der Ebene der Zeichnung durchgelassen, ohne die Polarisationsrichtung
zu ändern,
um eine weiße
Anzeige auszuführen.
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Allgemein
gesagt, in einer Anzeigevorrichtung, die eine Flüssigkristallplatte verwendet,
beträgt
die Dicke der Flüssigkristallschicht
nur 5 bis 10 μm.
Im Gegensatz dazu ist die Dicke des Substrats 0,3 bis 0,7 mm, also
sehr groß im
Vergleich zur Dicke der Flüssigkristallschicht.
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Wenn
daher eine Anzeige vom Reflexionstyp unter Verwendung der zuvor
beschriebenen herkömmlichen
Anzeigevorrichtung ausgeführt
wird, gibt es einen deutlichen Unterschied im optischen Pfad in
der Flüssigkristallschicht
des externen Lichts, das von oberhalb der Flüssigkristallplatte kommt, zwischen
eingehenden und ausgehenden Pfaden. Abhängig von dem Einfallswinkel
des externen Lichts, das auf die Flüssigkristallplatte fällt, unterscheidet
sich somit das Pixel, durch das das externe Licht im eingehenden
Pfad gehet, von dem Pixel, durch das es im ausgehenden Pfad geht.
Wenn dieser Unterschied im optischen Pfad schräg von dem Betrachter gesehen
wird, entsteht ein Schatten in der Anzeige im Falle der schwarzen
und weißen
Anzeige, bei der kein Farbfilter verwendet wird. Dieses Phänomen wird
als Parallaxe bezeichnet. In einer Anzeigevorrichtung, die ein Farbfilter
aus mehreren Farben verwendet, unterscheidet sich die Farbe, durch
die das Licht im eingehenden Pfad geht, von der Farbe, durch die
es im ausgehenden Pfad geht, was zu einer Farbmischung führt.
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Während in
dem zuvor beschriebenen Stand der Technik nur eine transflektive
Anzeigevorrichtung dargestellt ist, treten solche Probleme gleichermaßen bei
einer Anzeigevorrichtung vom Reflexionstyp auf, die gebildet wird,
indem die Lichtquelle 5210 von der Anzeigevorrichtung von 10 entfernt
und die halbdurchlässige
Lichtabsorptionsplatte 5307 durch eine Lichtabsorptionsplatte
ersetzt wird.
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Es
ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigevorrichtung
vom Reflexionstyp oder eine transflektive Anzeigevorrichtung bereitzustellen,
in der eine Reduk tion hinsichtlich einer Parallaxe und einer Farbmischung
erreicht wird, die in der Anzeige vom Reflexionstyp erzeugt wird.
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Ferner
wird in der herkömmlichen
transflektiven Anzeigevorrichtung, die in 10 dargestellt
ist, die halbdurchlässige
Lichtabsorptionsplatte 5307 verwendet, so dass, wenn die
Anzeige vom Durchlässigkeitstyp ausgeführt wird,
ein Teil oder der Großteil
des Lichts, das von der Lichtquelle 5210 ausgestrahlt wird,
von der halbdurchlässigen
Lichtabsorptionsplatte 5307 absorbiert wird. Somit kann
das Licht, das von der Lichtquelle 5210 ausgestrahlt wird,
nicht effektiv in einem ausreichenden Maß genutzt werde, mit dem Ergebnis,
dass die Anzeige ziemlich dunkel ist.
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Es
ist die zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigevorrichtung
bereitzustellen, in der Licht, das von der Lichtquelle ausgestrahlt
wird, effektiv genutzt wird, und die zu einer effektiven hellen
Anzeige vom Durchlässigkeitstyp
imstande ist.
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Ferner
wird in der zuvor beschriebenen Anzeigevorrichtung, die einen Reflexionspolarisator
verwendet, eine positive Anzeige zum Zeitpunkt der Anzeige vom Reflexionstyp
erreicht und eine negative Anzeige wird zum Zeitpunkt der Anzeige
vom Durchlässigkeitstyp
auf der Basis des zuvor beschriebenen Anzeigeprinzips erreicht,
was zu einer sogenannten Positiv/Negativ-Inversion führt.
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Es
ist die dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Positiv/Negativ-Inversion
in einer transflektiven Anzeigevorrichtung unter Verwendung eines
Reflexionspolarisators zu verhindern.
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EP 0867746 offenbart eine
Anzeige, die in dieser Reihenfolge einen oberen Polarisator, eine
Flüssigkristallplatte, einen
Lichtdiffusor, einen zweiten Polarisator, eine Farbschicht und einen
Reflektor umfasst.
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EP 0880049 offenbart eine
Anzeige, die in dieser Reihenfolge eine Flüssigkristallplatte, einen Lichtdiffusor,
erste und zweite Prismenschichten, eine Schutzschicht, einen Lichtleiter
und einen Reflektor umfasst.
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Zur
Lösung
der obengenannten Aufgaben wird gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Anzeigevorrichtung bereitgestellt, die dazu ausgebildet ist,
sowohl eine Anzeige vom Reflexionstyp wie auch eine Anzeige vom
Durchlässigkeitstyp
bereitzustellen, wobei die Vorrichtung umfasst:
eine Flüssigkristallplatte,
die ein Flüssigkristallmaterial
enthält;
ein
Farbfilter, das mehrere Farben, einschließlich rote, grüne und blaue
Farben, enthält;
einen
ersten Polarisator, der an einer Vorderseite der Flüssigkristallplatte
bereitgestellt ist, wobei der Polarisator eine Durchlässigkeitsachse
aufweist;
eine Beleuchtungsvorrichtung, die dazu ausgebildet
ist, die Flüssigkristallplatte
in einem Anzeigemodus vom Durchlässigkeitstyp
zu beleuchten, wobei die Beleuchtungsvorrichtung ein Lichtleiterelement
und eine Lichtquelle enthält,
die dazu ausgebildet ist, Licht zu dem Lichtleiterelement zu leiten;
einen
Lichtreflektor, der dazu ausgebildet ist, externes Licht, das auf
die Flüssigkristallplatte
fällt,
in einem Anzeigemodus vom Reflexionstyp zu reflektieren, wobei der
Lichtreflektor hinter der Beleuchtungsvorrichtung relativ zu dem
externen Licht angeordnet ist;
einen zweiten Polarisator, der
zwischen der Flüssigkristallplatte
und der Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt ist, wobei der zweite
Polarisator eine Durchlässigkeitsachse
aufweist und somit im Wesentlichen ein Licht einer ersten Polarisationsrichtung
durchlässt,
und im Wesentlichen ein Licht einer zweiten Polarisationsrichtung,
die sich von der ersten Polarisationsrichtung unterscheidet, absorbiert;
und
einen Lichtdiffusor, der zwischen der Flüssigkristallplatte
und dem Lichtreflektor angeordnet ist, wobei der Lichtdiffusor Vorwärtsstreueigenschaften
aufweist, der Lichtdiffusor Licht, das mit jeder der mehreren Farben des
Farbfilters gefärbt
ist, zu dem Lichtreflektor im Anzeigemodus vom Reflexionstyp streut,
ein Raum zwischen dem Lichtdiffusor und dem Lichtreflektor ein bestimmter
Abstand d ist, und der Lichtdiffusor einen Unschärfe-Wert H hat, wobei 5% ≤ H ≤ 95%, wobei
der Lichtdiffusor und die Distanz d das Verhältnis H(%) ≤ 200 d (mm) + 140 erfüllen.
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In
der Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung wird das externe
Licht, das von oben auf die Flüssigkristallplatte
fällt,
ausreichend durch Lichtdiffusionsmittel gestreut, die Vorwärtsstreuungseigenschaften aufweisen,
und dann durch Lichtreflexionsmittel reflektiert, die von dem Lichtdiffusionsmittel
mit einem vorbestimmten Abstand beabstandet sind. Danach wird es
durch das Lichtdiffusionsmittel ausreichend gestreut und von hinten
zu der Flüssigkristallplatte
geführt.
Somit wird es, unabhängig
von dem Einfallswinkel, mit dem das externe Licht auf die Flüssigkristallplatte
fallen kann, von dem Lichtreflexionsmittel reflektiert, und das
Licht, das von hinten zu der Flüssigkristallplatte
geführt
wird, ist ein ausreichend gestreutes Licht, so dass keine Parallaxe
erzeugt wird.
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Ferner
ist in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Farbfilter zwischen
dem ersten Polarisierungsmittel und dem Lichtdiffusionsmittel bereitgestellt
und das Farbfilter ist mit mehreren Farbschichten ausgestattet.
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In
der Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform wird externes Licht,
das auf die Flüssigkristallplatte fällt, vorübergehend
durch das Farbfilter in mehreren Farben gefärbt. Danach wird es jedoch
von dem Lichtdiffusionsmittel mit Vorwärtsstreuungseigenschaften ausreichend
gestreut und die mehreren Farben werden miteinander gemischt. Dann
wird das Licht von dem Lichtreflexionsmittel reflektiert und von
hinten zu der Flüssigkristallplatte
geführt.
Dieses Licht, das von hinten zu der Flüssigkristallplatte geführt wird,
ist ein Licht, das aus mehreren gemischten Farben besteht und Weiß entspricht,
so dass keine Farbmischung auftritt, unabhängig von dem Einfallswinkel,
mit dem das externe Licht auf die Flüssigkristallplatte fallen könnte.
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Ferner
hat in einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung das Farbfilter
rote, grüne
und blaue Farbschichten.
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In
der Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform wird das externe
Licht, das auf die Flüssigkristallplatte
fällt,
durch das Farbfilter, das rote, grüne und blaue Farbschichten
aufweist, in mehreren Farben gefärbt, und
dann von dem Lichtdiffusionsmittel gestreut. In dem Prozess werden
Rot, Blau und Grün
gemischt, so dass das gestreute Licht annähernd weißes Licht ist. Und da das weiße Licht
von hinten zu der Flüssigkristallplatte
geführt
wird, ist es möglich,
eine Anzeige zu erhalten, die ein besseres Farbgleichgewicht hat.
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In
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zwischen der
Flüssigkristallplatte
und dem Lichtreflexionsmittel ein zweites Polarisierungsmittel zum
Trennen des einfallenden Lichts nach seinen Polarisationskomponenten
bereitgestellt.
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In
der Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform wird das externe
Licht, das durch die Flüssigkristallplatte
durchgelassen wird, von dem zweiten Polarisierungsmittel polarisiert
und getrennt, um dadurch eine helle/dunkle Anzeige zu erreichen.
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Als
zweites Polarisierungsmittel ist es wünschenswert, ein Polarisierungsmittel
zu verwenden, das im Wesentlichen Licht einer ersten linearen Polarisationskomponente
durchgehen lässt
und im Wesentlichen Licht einer zweiten linearen Polarisationskomponente
im Wesentlichen senkrecht zu der ersten linearen Polarisationskomponente
absorbiert.
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Durch
die Verwendung eines solchen Polarisierungsmittels wird das externe
Licht, das durch die Flüssigkristallplatte
durchgelassen wird, von dem zweiten Polarisierungsmittel absorbiert,
um eine dunkle Anzeige zu erreichen, und durch das zweite Polarisierungsmittel
durchgelassen und dann reflektiert, um dadurch eine helle Anzeige
zu erreichen, so dass eine Anzeige vom Reflexionstyp erhalten wird,
die in den Kontrasteigenschaften hervorragend ist.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung wird des Weiteren eine Beleuchtungsvorrichtung
mit einem lichtdurchlässigen
Lichtleiterelement und einer Lichtquelle bereitgestellt, die imstande
ist, Licht zu dem Lichtleiterelement zu leiten, wobei die Beleuchtungsvorrichtung
zwischen dem Lichtdiffusionsmittel und dem Lichtreflexionsmittel
angeordnet ist.
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Die
Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform
betrifft eine sogenannte transflektive Anzeigevorrichtung, in der
es möglich
ist, eine Anzeige vom Durchlässigkeitstyp
unter Verwendung eines Lichtquellenlichts zu erreichen, wenn es
dunkel ist, und eine Anzeige vom Reflexionstyp unter Verwendung
von externem Licht zu erreichen, wenn es hell ist. Gemäß der Anzeigevorrichtung
dieser Ausführungsform
wird eine transflektive Anzeigevorrichtung erhalten, die frei von
einer Parallaxe oder Farbmischung ist und die zu einer Anzeige vom Reflexionstyp
imstande ist. Ferner wird in der Anzeige vom Durchlässigkeitstyp
auch das Licht, das von der Lichtquelle ausgestrahlt wird, ausreichend
durch das Lichtdiffusionsmittel mit Vorwärtsstreuungseigenschaften gestreut,
so dass es möglich
ist, Licht gleichmäßig zu der
Flüssigkristallplatte
zu führen.
Ferner sind das Lichtstreuungsmittel und das Lichtreflexionsmittel
aufgrund der Dicke des Lichtleiterelements voneinander beabstandet,
so dass der obengenannte Abstand d garantiert ist.
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In
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zwischen der
Flüssigkristallplatte
und der Beleuchtungsvorrichtung ein zweites Polarisierungsmittel
zum Trennen von einfallendem Licht nach seiner Polarisationskomponente
bereitgestellt, wobei ein Reflexionspolarisator bereitgestellt ist,
der zwischen dem zweiten Polarisierungsmittel und der Beleuchtungsvorrichtung
angeordnet ist, und der im Wesentlichen Licht einer ersten linearen
Polarisationskomponente hindurch gehen lässt, und im Wesentlichen Licht
einer zweiten linearen Polarisationskomponente reflektiert, die
im Wesentlichen orthogonal zu der ersten linearen Polarisationskomponente
ist, und wobei die Durchlässigkeitsachse
des Reflexionspolarisators und die Durchlässigkeitsachse des zweiten
Polarisierungsmittels im Wesentlichen miteinander übereinstimmen.
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In
der Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform wird von dem Licht,
das von der Beleuchtungsvorrichtung ausgestrahlt wird, das Licht,
dessen Polarisationsrichtung gleich der Richtung der Durchlässigkeitsachse
des Reflexionspolarisators ist, durch den Reflexionspolarisator
durchgelassen. Andererseits wird Licht, dessen Polarisationsrichtung
gleich der Reflexionsachse des Reflexionspolarisators ist, von dem
Reflexionspolarisator reflektiert. Und es wird von dem Lichtreflexionsmittel
reflektiert und kehrt zu dem Reflexionspolarisator zurück. Während es
diese Reflexion wiederholt, geht es früher oder später durch den Reflexionspolarisator.
Das heißt,
der Großteil
des Lichts, das von der Beleuchtungsvorrichtung ausgestrahlt wird,
wird zu dem zweiten Polarisierungsmittel als Licht gestrahlt, dessen
Polarisationsrichtung gleich der Richtung der Durchlässigkeitsachse
des Reflexionspolarisators ist. Und dieses Licht wird durch das
zweite Polarisierungsmittel hindurch gelassen, dessen Durchlässigkeitsachse
parallel zu der Durchlässigkeitsachse
des Reflexionspolarisators eingestellt ist, und zu der Flüssigkristallplatte
gestrahlt. Somit wird eine helle Anzeige vom Durchlässigkeitstyp
erhalten, die in der Nutzungseffizienz des Lichts hervorragend ist,
das von der Beleuchtungsvorrichtung ausgestrahlt wird. Da die Durchlässigkeitsachse
des Reflexionspolarisators mit der Durchlässigkeitsachse des zweiten
Polarisierungsmittels ausgerichtet ist, wird das externe Licht,
das von oben auf die Flüssigkristallplatte
fällt,
nicht nachteilig durch den Reflexionspolarisator beeinflusst, so
dass keine sogenannte Positiv/Negativ-Inversion eintritt.
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Ferner
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein elektronisches Gerät
bereitgestellt, das mit einer Anzeigevorrichtung wie zuvor beschrieben
ausgestattet ist.
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Mit
dem elektronischen Gerät
der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein elektronisches Gerät zu erhalten,
das frei von einer Parallaxe und Farbmischung ist.
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Es
werden nun Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung nur anhand eines weiteren Beispiels und
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, von
welchen:
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1 eine
perspektivische Ansicht ist, die eine Reflexionspolarisierungsplatte
zeigt, die in einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet wird.
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2 ein
Diagramm ist, das das Anzeigeprinzip vom Reflexionstyp in der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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3 ein
Diagramm ist, das das Anzeigeprinzip vom Durchlässigkeitstyp in der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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4 ein
Diagramm ist, das einen Parallaxe-Messversuch zeigt.
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5 ein
schematisches Diagramm ist, das die Konstruktion einer Anzeigevorrichtung
gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt.
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6 ein
schematisches Diagramm ist, das die Konstruktion einer Anzeigevorrichtung
gemäß einem ersten
Referenzbeispiel zeigt, das nicht Teil der Erfindung ist.
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7 ein
schematisches Diagramm ist, das die Konstruktion einer Anzeigevorrichtung
gemäß der zweiten
Ausführungsform
zeigt.
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8 ein
schematisches Diagramm ist, das die Konstruktion einer Anzeigevorrichtung
gemäß der dritten
Ausführungsform
zeigt.
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9 ein
schematisches Diagramm ist, das die Konstruktion einer Anzeigevorrichtung
gemäß einem zweiten
Referenzbeispiel zeigt, das nicht Teil der Erfindung ist.
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10 ein
schematisches Diagramm ist, das die Konstruktion einer herkömmlichen
Anzeigevorrichtung zeigt.
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11 ein
Diagramm ist, das zeigt, wie eine Parallaxe in einer herkömmlichen
Anzeigevorrichtung entsteht.
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Anschließend wird
das Anzeigeprinzip der Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung
ausführlich unter
Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben.
Während
in der Folge eine transflektive Anzeigevorrichtung als Beispiel
beschrieben wird, ist das Reflexionsprinzip in einer Anzeigevorrichtung
vom Reflexionstyp dasselbe.
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Die
Flüssigkristallanzeigevorrichtung
verwendet eine TN-Flüssigkristallplatte 140 als
optisches Element mit variabler Durchlässigkeitspolarisationsachse.
Ferner ist über
der TN-Flüssigkristallplatte 140 eine obere
Polarisierungsplatte 130 bereitgestellt und unter der TN-Flüssigkristallplatte 140 sind
der Reihe nach ein Farbfilter 150, das aus RGB (Rot, Grün, Blau)
besteht, einer untere Polarisierungsplatte 160, eine Lichtdiffusionsplatte 170 und
eine Reflexionspolarisierungsplatte 180 bereitgestellt.
Ferner sind unter der Reflexionspolarisierungsplatte 180 der
Reihe nach ein Rücklicht 190,
das als Lichtquelle dient, und eine Lichtreflexionsplatte 200 bereitgestellt.
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Die
Durchlässigkeitsachse
der oberen Polarisierungsplatte 130 und die Durchlässigkeitsachse
der unteren Polarisierungsplatte 160 sind im Wesentlichen
orthogonal zueinander, und die Durchlässigkeitsachse der unteren
Polarisierungsplatte 160 und die Durchlässigkeitsachse der Reflexionspolarisierungsplatte 180 sind parallel
zueinander. Der Lichtdiffusionsplatte 170 bewirkt eine
Vorwärtsstreuung
mit einem Unschärfewert
H.
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Das
Bezugszeichen 141 an der linken Seite gibt einen Nicht-Spannungsanlegungsbereich
an, wo keine Spannung an die TN-Flüssigkristallplatte 140 angelegt
wird, und das Bezugszeichen 142 an der rechten Seite gibt
einen Spannungsanlegungsbereich an, wo Spannung angelegt wird.
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Anschließend wird
der Betrieb der Anzeige vom Reflexionstyp durch die Anzeigevorrichtung,
die wie zuvor beschrieben konstruiert ist, unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
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Zunächst wird
ein Fall beschrieben, in dem Licht, das von außen eintritt, durch den Nicht-Spannungsanlegungsbereich 141 der
TN-Flüssigkristallplatte 140 geht.
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Von
dem einfallenden Licht 111, das von außen in die Anzeigevorrichtung
eintritt, wird nur das Licht mit einer linearen Polarisationskomponente
parallel zu der Ebene der Zeichnung durch die obere Polarisierungsplatte 130 durchgelassen.
Danach wird das Licht in ein Licht mit einer linearen Polarisationskomponente in
eine Richtung senkrecht zu der Ebene der Zeichnung umgewandelt,
deren Polarisationsrichtung um etwa 90 Grad durch den Nicht-Spannungsanlegungsbereich 141 der
TN-Flüssigkristallplatte 140 verdreht
ist, und durch das Farbfilter 150, die untere Polarisierungsplatte 160,
die Lichtdiffusionsplatte 170 und die Reflexionspolarisierungsplatte 180 als
lineare Polarisationskomponente in eine Richtung senkrecht zu der
Ebene der Zeichnung durchgelassen, bevor es durch das transparente
Rücklicht 190 geht
und die Lichtreflexionsplatte 200 erreicht, von der es
reflektiert wird. Und von dem Licht, das von der Lichtreflexionsplatte 200 reflektiert wird,
wird nur Licht 112 mit einer linearen Polarisationskomponente
senkrecht zu der Ebene der Zeichnung wieder durch das Rücklicht 190,
die Reflexionspolarisierungsplatte 180, die Lichtdiffusionsplatte 170,
die untere Polarisierungsplatte 160 und das Farbfilter 150 durchgelassen,
und seine Polarisationsrichtung wird etwa 90 Grad durch den Nicht-Spannungsanlegungsbereich 141 verdreht,
so dass es zu einem Licht mit einer linearen Polarisationskomponente
umgewandelt wird, die parallel zu der Ebene der Zeichnung ist, und
dieses Licht wird als Ausgangslicht 113 ausgegeben.
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Das
Licht, das von der Lichtreflexionsplatte 200 reflektiert
wird, enthält
nicht nur das Licht 112 mit einer linearen Polarisationskomponente
in eine Richtung senkrecht zu der Ebene der Zeichnung, sondern auch
Licht 114 mit einer linearen Polarisationskomponente parallel
zu der Ebene der Zeichnung. Somit wird dieses Licht 114 von
der Reflexionspolarisierungsplatte 180 reflektiert, wieder
von der Lichtreflexionsplatte 200 reflektiert, so dass
seine Polarisationsrichtung geändert
wird, und teilweise in Licht 115 mit einer linearen Polarisationskomponente
in eine Richtung senkrecht zu der Ebene der Zeichnung umgewandelt,
bevor es durch die Reflexionspolarisierungsplatte 180 geht.
Wenn dies wiederholt wird, ist eine effektive Nutzung des Lichts
möglich, und
das Ausgangslicht 113, das von der oberen Polarisierungsplatte 130 ausgegeben
wird, kann etwa 1,6 mal heller werden als wenn die Reflexionspolarisierungsplatte 180 nicht
verwendet wird.
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Hier
scheint, dass das einfallende Licht 111 und das Ausgangslicht 113 durch
das Farbfilter 150 aus verschiedenen Farben geleitet werden.
Da aber die Lichtdiffusionsplatte 170 zwischen der unteren
Polarisierungsplatte 160 und der Reflexionspolarisierungsplatte 180 bereitgestellt
ist, wird das Licht, das durch das Farbfilter 150 jeder
Farbe geht, gestreut, wenn es durch die Lichtdiffusionsplatte 170 geht.
Somit besteht das Licht, das von der Lichtreflexionsplatte 200 reflektiert
wird, aus Rot, Grün
und Blau, die zusammengemischt sind, und es gibt keine starke Färbung in
einer bestimmten Farbe. Dadurch ist das Licht 113, das
von der oberen Polarisierungsplatte 130 ausgestrahlt wird,
in der Farbe des Farbfilters 150 gefärbt, durch das das Licht geht,
das von der Lichtreflexionsplatte 200 reflektiert wird.
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Anschließend wird
ein Fall beschrieben, in dem das Licht, das von außerhalb
eintritt, durch den Spannungsanlegungsbereich 142 der TN-Flüssigkristallplatte 140 geht.
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Von
dem einfallenden Licht 116, das von außerhalb der Anzeigevorrichtung
eintritt, wird nur das Licht mit einer linearen Polarisationskomponente
parallel zu der Ebene der Zeichnung durch die obere Polarisierungsplatte 130 durchge lassen.
Danach geht dieses Licht durch den Spannungsanlegungsbereich 142 der TN-Flüssigkristallplatte 140,
ohne die Polarisationsrichtung zu ändern, geht durch das Farbfilter 150 und
wird aufgrund der Absorption durch die untere Polarisierungsplatte 160 dunkler.
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Auf
diese Weise kann in dem Nicht-Spannungsanlegungsbereich 141 das
Licht, das in die Anzeigevorrichtung eintritt, effektiv durch die
Reflexionspolarisierungsplatte 180 genutzt werden, und
das Licht, das von der Lichtreflexionsplatte 200 reflektiert
wird, wird als das Ausgangslicht 113 ausgegeben, das von
dem Farbfilter 150 gefärbt
ist. Andererseits wird in dem Spannungsanlegungsbereich 142 das
Licht aufgrund der Absorption durch die untere Polarisierungsplatte 160 dunkler.
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Anschließend wird
der Betrieb der Anzeige vom Durchlässigkeitstyp unter Bezugnahme
auf 3 beschrieben.
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Zunächst wird
ein Fall beschrieben, in dem das Licht, das von dem Rücklicht 190 ausgegeben
wird, durch den Nicht-Spannungsanlegungsbereich
der TN-Flüssigkristallplatte 140 geht.
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Von
dem Lichtquellenlicht, das durch das Rücklicht 190 erzeugt
wird, geht das Licht 121 mit einer linearen Polarisationskomponente
senkrecht zu der Ebene der Zeichnung durch die Reflexionspolarisierungsplatte 180,
die Lichtdiffusionsplatte 170, die untere Polarisierungsplatte 160 und
das Farbfilter 150 und wird in ein Licht mit einer linearen
Polarisationskomponente in eine Richtung parallel zu der Ebene der
Zeichnung umgewandelt, deren Polarisationsrichtung um etwa 90 Grad
durch den Nicht-Spannungsanlegungsbereich 141 der TN-Flüssigkristallplatte 140 verdreht
ist, und dann wird das Licht von der oberen Polarisierungsplatte 130 als
Ausgangslicht 122 ausgegeben.
-
Ferner
enthält
das Lichtquellenlicht von dem Rücklicht 190 nicht
nur das Licht 121 mit einer linearen Polarisationskomponente
in eine Richtung senkrecht zu der Ebene der Zeichnung, sondern auch
das Licht 123 mit einer linearen Polarisationskomponente
in eine Richtung parallel zu der Ebene der Zeichnung. Somit wird das
Licht 123 von der Reflexionspolarisierungsplatte 180 reflektiert
und von der Lichtreflexionsplatte 200 reflektiert, um die
Polarisationsrichtung zu ändern,
wobei ein Teil durch die Reflexionspolarisierungsplatte 180 als
Licht 124 mit einer linearen Polarisationskomponente in
eine Richtung senkrecht zu der Ebene der Zeichnung geht. Indem dies
wiederholt wird, ist es möglich,
Licht effektiv zu nutzen und das Ausgangslicht 122 heller zu
machen.
-
Anschließend wird
ein Fall beschrieben, in dem das Lichtquellenlicht von dem Rücklicht 190 durch
den Spannungsanlegungsbereich 142 der TN-Flüssigkristallplatte 140 geht.
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Von
dem Lichtquellenlicht des Rücklichts 190 geht
das Licht 125 mit einer linearen Polarisationskomponente
in eine Richtung senkrecht zu der Ebene der Zeichnung durch die
Reflexionspolarisierungsplatte 180, die Lichtdiffusionsplatte 170,
die untere Polarisierungsplatte 160 und das Farbfilter 150.
Danach geht das Licht durch den Spannungsanlegungsbereich 142 der
TN-Flüssigkristallplatte 140,
ohne seine Polarisationsrichtung zu ändern, und wird von der oberen
Polarisierungsplatte 130 absorbiert, um dunkler zu werden.
-
Ferner
wird von dem Lichtquellenlicht von dem Rücklicht 190 das Licht 126 mit
einer linearen Polarisationskomponente in eine Richtung parallel
zu der Ebene der Zeichnung von der Reflexionspolarisierungsplatte 180 reflektiert,
von der Lichtreflexionsplatte 200 reflektiert, um seine
Polarisationsrichtung zu ändern, und
wird teilweise zu einem Licht 127 mit einer linearen Polarisationskomponente
in eine Richtung senkrecht zu der Ebene der Zeichnung umgewandelt,
bevor es durch die Reflexionspolarisierungsplatte 180 geht.
Dieses Licht 127 geht jedoch auch durch den Spannungsanlegungsbereich 142 der
TN-Flüssigkristallplatte 140,
ohne seine Polarisationsrichtung zu ändern, wird von der oberen
Polarisierungsplatte 130 absorbiert, um dunkler zu werden.
-
Auf
diese Weise wird aufgrund der Kombination aus einem Anlegen und
Nicht-Anlegen von Spannung an die TN-Flüssigkristallplatte 140 das
Ausgangslicht 113 und 122, das durch das Farbfilter 150 gefärbt ist, ausgestrahlt.
-
Da
ferner in der Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung die
Lichtdiffusionsplatte 170 und die Lichtreflexionsplatte 200 bereitgestellt
sind, geht Licht mit einer linearen Polarisationskomponente parallel
zu der Ebene der Zeichnung, wie das einfallende Licht 111,
das in 2 dargestellt ist, zum Beispiel durch den roten
Abschnitt des Farbfilters 150, wodurch es rot gefärbt wird,
und geht durch die untere Polarisierungsplatte 160, die
Lichtdiffusionsplatte 170, die Reflexionspolarisierungsplatte 180 und
das Rücklicht 190,
um die Lichtreflexionsplatte 200 zu erreichen. Dieses rote
Licht hat beim Durchgang durch die Lichtdiffusionsplatte 170 eine
Vorwärtsstreuung
erfahren, so dass das Licht, das die Lichtreflexionsplatte 200 erreicht,
nicht nur aus dem Licht besteht, das durch das rote Farbfilter 150 gegangen
ist, sondern aus einer Mischung von Licht, das durch die grünen und
blauen Filter gegangen ist, so dass es grün und blau gefärbt ist,
wodurch es weißem
Licht entspricht. Somit könnte
in 2 das Licht 112, das von der Lichtreflexionsplatte 200 reflektiert
wird, rot erscheinen. Das Licht, das durch die Lichtdiffusionsplatte 160 gestreut
und in den anderen Farben (grün
und blau) gefärbt
wird, wird jedoch ebenso reflektiert, so dass das reflektierte Licht
weiß ist.
Und dieses weiße
Licht geht wieder durch das Rücklicht 190,
die Reflexionspolarisierungsplatte 180, die Lichtdiffusionsplatte 170 und
die untere Polarisierungsplatte 160, um durch einen bestimmten
Farbabschnitt (zum Beispiel grün)
des Farbfilters 150 zu gehen, und wird durch die Flüssigkristallplatte 140 und
die obere Polarisierungsplatte 130 durchgelassen, wobei
das ausgegebene Licht grün
gefärbt
ist.
-
Ferner
führte
der gegenwärtige
Erfinder einen Versuch zur Verringerung der Parallaxe aus, die erzeugt wird,
wenn eine schwarze und weiße
Anzeige durch eine Anzeige vom Reflexionstyp in der Anzeigevorrichtung ausgeführt wird,
die wie zuvor beschrieben konstruiert ist. Wie in
4 dargestellt
ist, wurde in diesem Versuch die Anzeigevorrichtung 30 Grad geneigt,
und einfallendes Licht wurde von einer Richtung zugeführt, die
45 Grad in Bezug auf die Anzeigevorrichtung geneigt war, und der
Betrachter sah die Parallaxe von oben, um die Versuchsergebnisse
zu erhalten, die in Tabelle 1 dargestellt sind. In Tabelle 1 gibt
der Trübungswert
H das Diffusionsverhältnis
(5 bis 95%) der Lichtdiffusionsplatte
170 an und der Abstand
d gibt den Abstand (mm) zwischen der Lichtdiffusionsplatte
170 und
der Lichtreflexionsplatte
200 an. [Tabelle 1]
| Trübungs-Wert | Abstand
d |
| | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | 0,3 | 0,2 |
| 15 | B | C | C | C | C | C |
| 24 | A | B | C | C | C | C |
| 47 | A | A | A | C | C | C |
| 82 | AA | A | A | A | B | C |
| 95 | AA | A | A | A | A | C |
-
In Tabelle 1:
-
- AA: Schatten ist verschwommen und Anzeige klar
- A: Schatten ist verschwommen
- B: Etwas auffälliger
Schatten erkennbar
- C: Schatten klar erkennbar
-
Aus
dieser Tabelle 1 kann das Verhältnis
zwischen dem Trübungswert
H und dem Abstand d wie folgt ausgedrückt werden: H ≥ –200 d +
140 (1)
-
Somit
wird die Anzeigevorrichtung so konstruiert, dass sie diese Formel
(1) erfüllt.
-
Aufgrund
dieser Anordnung kann die Lichtdiffusionsplatte 170 das
Licht, das von der Diffusionsplatte 170 zu der Lichtreflexionsplatte 200 ausgestrahlt
wird, in einem ausreichend gestreuten Zustand zuführen, wodurch
die Erzeugung der Parallaxe verringert wird.
-
Wenn
andererseits die Farbanzeige durch die Anzeige vom Reflexionstyp
ausgeführt
wird, wird das einfallende Licht gefärbt, wenn es durch das Farbfilter 150 geht;
wenn das Licht von der Lichtreflexionsplatte 200 reflektiert
wird, ohne ausreichend durch die Lichtdiffusionsplatte 170 gestreut
zu werden, wird das Licht, das wieder auf die TN-Flüssigkristallplatte 140 fällt mit
dem zuvor gefärbten
Licht als Basisfarbe gemischt, was zu einer Anzeige mit einer Unbeständigkeit
in der Farbe führt.
-
Angesichts
dessen ist es möglich,
wenn die der Anzeigevorrichtung derart eingestellt wird, dass die Formel
(1) erfüllt
ist, dass das Licht, das die Lichtreflexionsplatte 200 erreicht
und rot, grün
und blau gefärbt ist,
ausreichend gestreut wird, wodurch das Licht, das von der Lichtreflexionsplatte 200 reflektiert
wird, weißes Licht
sein kann, das aus gleichförmig
gemischtem Rot, Grün
und Blau besteht. Indem das Licht, das von hinten der Flüssigkristallplatte 140 zum
Zeitpunkt der Anzeige vom Reflexionstyp zugeführt wird, weißes Licht
wird, ist es möglich,
eine klare Farbanzeige frei von einer Farbunbeständigkeit zu erhalten.
-
Wenn
das Farbfilter 150 vom Punktmatrixanzeigetyp ist, bestehend
aus Rot, Grün
und Blau, sind mehrfarbige Anzeigen und des Weiteren eine vollfarbige
Anzeige möglich.
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Obwohl
ein normalerweise weißer
Modus beschrieben wurde, kann es auch ein normalerweise schwarzer
Modus sein. Ferner wird im normalerweise weißen Modus die Anzeige aufgrund
der Reflexionspolarisierungsplatte 180 und der Lichtreflexionsplatte 200 hell,
abhängig
davon, ob es sich um eine Anzeige vom Reflexionstyp oder Anzeige
vom Durchlässigkeitstyp
handelt.
-
Während in
der obengenannten Konstruktion die TN-Flüssigkristallplatte 140 als
Beispiel beschreiben wurde, ist ferner das grundlegende Operationsprinzip
dasselbe, wenn anstelle der TN-Flüssigkristallplatte 140 andere
Arten von Platten verwendet werden, die die Durchlässigkeitspolarisationsachse
durch Spannung usw. ändern
können,
wie eine STN-Flüssigkristallplatte
oder eine ECB (elektrisch gesteuerte Doppelbrechungs-)Flüssigkristallplatte.
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Während ferner
in der zuvor beschriebenen Anzeigevorrichtung die Reflexionspolarisierungsplatte 180 zwischen
der Lichtdiffusionsplatte 170 und dem Rücklicht 190 bereitgestellt
ist, um das Ausgangslicht 113, 122 hell zu machen,
ist es möglich,
auf die Reflexionspolarisierungsplatte 180 zu verzichten.
-
Ferner
ist es auch möglich,
eine Anzeigevorrichtung vom Reflexionstyp zu konstruieren, in der
auf das Rücklicht 190 verzichtet
wird.
-
Anschließend wird
das Prinzip der Reflexionspolarisierungsplatte unter Bezugnahme
auf 1 bis 3 beschrieben. 1 ist
eine schematische perspektivische Ansicht einer Reflexionspolarisierungsplatte, die
als Reflexionspolarisierungsmittel dient, und 2 und 3 sind
schematische Diagramme, die eine Anzeigevorrichtung zeigen, die
diese Reflexionspolarisierungsplatte verwendet.
-
Zuerst
wird die Konstruktion der Reflexionspolarisierungsplatte 180 unter
Bezugnahme auf 1 beschrieben. Die Reflexionspolarisierungsplatte 180 ist
als Laminat gebildet, bestehend aus mehreren verschiedenen Arten
von Schichten, Schichten 1 (A-Schichten) und Schichten 2 (B-Schichten),
die abwechselnd gestapelt sind. In den Schichten 1 und 2 ist
der Brechungsindex (nAX) in die X-Richtung der A-Schichten 1 anders als der
Brechungsindex (nAY) in deren Y-Richtung,
und der Brechungsindex (nAY) in die Y-Richtung der A-Schichten 1 ist
im Wesentlichen derselbe wie der Brechungsindex (bNY) in die Y-Richtung
der B-Schichten 2.
-
Somit
wird von dem Licht, das auf die Reflexionspolarisierungsplatte 180 von
einer Richtung senkrecht zu der oberen Oberfläche 5 der Reflexionspolarisierungsplatte 180 fällt, das
Licht mit einer linearen Polarisationskomponente in die Y-Richtung
durch die Reflexionspolarisierungsplatte 180 durchgelassen,
und von der unteren Oberfläche 6 als
Licht mit einer linearen Polarisationskomponente in die Y-Richtung
ausgegeben. Im Gegensatz dazu wird von dem Licht, das auf die Reflexionspolarisierungsplatte 180 von
einer Richtung senkrecht zu der unteren Oberfläche 6 der Reflexionspolarisierungsplatte 180 fällt, das
Licht mit einer linearen Polarisationskomponente in die Y-Richtung
durch die Reflexionspolarisierungsplatte 180 durchgelassen
und von der oberen Oberfläche 5 als
Licht mit einer linearen Polarisationskomponente in die Y-Richtung
ausgegeben. Hier wird die Richtung, in die das Licht durchgelassen
wird (die Y-Richtung),
als Durchlässigkeitsachse
bezeichnet.
-
Unter
der Annahme, dass die Dicke in die Z-Richtung der A-Schichten 1 tA
ist, dass die Dicke in die Z-Richtung der B-Schichten 2 tB ist und dass
die Wellenlänge
des einfallen den Lichts λ ist,
wird die Lichtreflexionsplatte 180 so gebildet, dass die
folgende Gleichung erfüllt
ist: tA·nAX + tB·nBX = λ/2 (2)
-
Aufgrund
dieser Anordnung wird von dem Licht, das auf die Reflexionspolarisierungsplatte 180 aus
einer Richtung senkrecht zu der oberen Oberfläche 5 der Reflexionspolarisierungsplatte 180 fällt und
eine Wellenlänge λ aufweist,
das Licht mit einer linearen Polarisationskomponente in die X-Richtung
durch die Reflexionspolarisierungsplatte 180 reflektiert.
Ferner wird von dem Licht, das auf die Reflexionspolarisierungsplatte 180 aus
einer Richtung senkrecht zu der unteren Oberfläche 6 fällt, das
Licht mit einer linearen Polarisationskomponente in die X-Richtung
durch die Reflexionspolarisierungsplatte 180 reflektiert.
Hier wird die Richtung, in der das Licht reflektiert wird (die X-Richtung),
als die Reflexionsachse bezeichnet.
-
Und
in der Reflexionspolarisierungsplatte 180 wird die Dicke
tA in die Z-Richtung der A-Schichten 1 und die Dicke tB
in die Z-Richtung der B-Schichten 2 variiert, um die Gleichung
(2) über
den gesamten Wellenlängenbereich
sichtbaren Lichts gültig
zu machen, wodurch nicht nur Licht einer einzigen Farbe, sondern auch
Licht mit einer linearen Polarisationskomponente in die X-Richtung über den
gesamten weißen
Lichtbereich als Licht mit einer linearen Polarisationskomponente
in die X-Richtung reflektiert wird, und das Licht mit einer linearen
Polarisationskomponente in die Y-Richtung
als Licht mit einer linearen Polarisationskomponente in die Y-Richtung
durchgelassen wird.
-
Die
A-Schichten der Reflexionspolarisierungsplatte
180 werden
durch Ziehen von zum Beispiel PEN (Polyethylennaphthalat) gebildet,
und die B-Schichten können
aus coPEN (Copolyester von Naphthalendicarbonsäure und Terephthal- oder Isothalsäure) gebildet
werden. Die Materialien der Reflexionspolarisierungsplatte
180,
die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind nicht auf
die obengenannten beschränkt, sondern
es können
geeignete Materialien gewählt
werden. Ferner ist eine solche Reflexionspolarisierungsplatte ausführlich als
Reflexionspolarisator zum Beispiel in der Ungeprüften
Japanischen Patentanmeldung Nr. 9-0506985 offenbart.
-
Anschließend werden
spezifischere Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
-
1. Spezifische Ausführungsformen
-
(Erste Ausführungsform)
-
5 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Farbanzeigevorrichtung 10 gemäß einer
ersten Ausführungsform
zeigt. Die Anzeigevorrichtung 10 verwendet eine STN-Zelle 20 als
Mittel zum Variieren der Durchlässigkeitspolarisationsachse.
Ferner sind über
der STN-Zelle 20 ein Verzögerungsfilm 14 und
eine obere Polarisierungsplatte 12 der Reihe nach bereitgestellt,
und unter der STN-Zelle 20 sind eine Lichtdiffusionsplatte 30 und
eine untere Polarisierungsplatte 15 der Reihe nach bereitgestellt.
Ferner sind unter der unteren Polarisierungsplatte 15 eine
Reflexionspolarisierungsplatte 40, eine Lichtquelle 70 und
eine Lichtreflexionsplatte 80 der Reihe nach bereitgestellt.
-
Hier
verwendet die Lichtquelle 70 eine LED (Leuchtdiode) 71,
die Licht nach oben durch ein Lichtleiterelement 72 ausstrahlt.
Das Lichtleiterelement 72 ist aus einem transparenten Harz,
wie Acrylharz, Polycarbonatharz oder amorphem Polyolefin, einem
anorganischen transparenten Material, wie Glas, oder einer Zusammensetzung
aus diesen gebildet, und hat eine Dicke von etwa 0,3 mm bis 2 mm.
Ferner sind mehrere kleine Fortsätze
auf der Oberfläche
des Lichtleiterelements 72 gebildet, und angesichts der
Tatsache, dass die Wellenlänge
von sichtbarem Licht etwa 380 nm bis 700 nm beträgt, sollte die Größe jedes
Fortsatzes nicht geringer als etwa 5 μm sein, damit kein Einfluss
aufgrund einer Beugung erzeugt wird; damit die Fortsätze eine Größe aufweisen,
die für
das unbewaffnete Auge nicht auffällig
ist, ist es wünschenswert,
dass ihre Größe nicht kleiner
als 300 μm
ist.
-
Die
Lichtreflexionsplatte 80 wird durch Ausführen einer
Aluminiumaufdampfung oder Silberaufdampfung auf einem PET-Film oder unter Verwendung
einer Aluminiumfolie oder dergleichen gebildet.
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Ferner
ist in Bezug auf die STN-Zelle 20 ein STN-Flüssigkristall 26 in
einer Zelle dicht eingeschlossen, die durch zwei Glassubstrate 21 und 22 und
ein Dichtungselement 23 gebildet wird, um eine Flüssigkristallplatte
zu bilden. Ferner ist auf der unteren Oberfläche des Glassubstrats 21 eine
transparente Elektroden 24 gebildet, und auf der oberen
Oberfläche
des Glassubstrats 22 sind transparente Elektroden 25 bereitgestellt,
um eine Punktmatrix zu bilden. Die transparenten Elektroden 24 und 25 sind
aus ITO (Indiumzinnoxid), Zinnoxid oder dergleichen gebildet. Ferner
ist auf der unteren Oberfläche
der transparenten Elektrode 24 ein Farbfilter 27 gebildet,
das aus Rot 27R, Grün 27G und
Blau 27B besteht, die mit dem Elektrodenmuster der transparenten
Elektroden 25 übereinstimmen.
Anstatt auf der auf der unteren Oberfläche der transparenten Elektrode 24 gebildet
zu sein, kann das Farbfilter 27 zwischen dem Glassubstrat 21 und
der transparenten Elektrode 24 gebildet sein.
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Der
Verzögerungsfilm 14 wird
als optisches anisotropes Element für eine Farbkorrektur, Korrektur
der Farberzeugung in der STN-Zelle 20 verwendet, um eine
schwarze und weiße
Anzeige möglich
zu machen.
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Die
Reflexionspolarisierungsplatte 40 dieser Ausführungsform
ist dieselbe wie die Reflexionspolarisierungsplatte 180,
die unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde, die Richtung
der Durchlässigkeitsachse der
Reflexionspolarisierungsplatte 40 stimmt im Wesentlichen
mit der Richtung der Durchlässigkeitsachse
der unteren Polarisierungsplatte 15 überein.
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Ferner
ist in der Anzeigevorrichtung 10 dieser Ausführungsform
die Gleichung (2) erfüllt.
In der Anzeigevorrichtung 10 ist der Trübungswert H der Lichtdiffusionsplatte 30 zum
Beispiel 82% und der Abstand d zwischen der Lichtdiffusionsplatte 30 und
der Lichtreflexionsplatte 80 ist zum Beispiel 0,7 mm, so
dass die Formel (1) erfüllt
werden kann.
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Anschließend wird
der Betrieb der Anzeigevorrichtung 10 dieser Ausführungsform
beschrieben.
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Zuerst
wird in dem Nicht-Spannungsanlegungsbereich der STN-Zelle 20 in
der Anzeige vom Reflexionstyp Licht, das von außen eintritt, in Licht mit
einer linearen Polarisationskomponente in eine vorbestimmte Richtung
durch die obere Polarisierungsplatte 12 umgewandelt. Danach
wird es in Licht mit einer linearen Polarisationskomponente, deren
Polarisationsrichtung um einen vorbestimmten Winkel durch die STN-Zelle 20 verdreht
ist, umgewandelt, geht durch die Lichtdiffusionsplatte 30,
die untere Polarisierungsplatte 15 und die Reflexionspolarisierungsplatte 40,
und geht weiter durch das Lichtleiterelement 72, wonach
es von der Lichtreflexionsplatte 80 reflektiert wird. Das
reflektierte Licht geht wieder durch das Lichtleiterelement 72,
die Reflexionspolarisierungsplatte 40, die untere Polarisierungsplatte 15 und
die Lichtdiffusionsplatte 30, und Licht mit einer linearen
Polarisationskomponente, deren Polarisationsrichtung um einen vorbestimmten
Winkel durch die STN- Zelle 20 verdreht
ist, wird von der oberen Polarisierungsplatte 12 ausgegeben.
-
Ferner
wird von dem Licht, das von der Lichtreflexionsplatte 80 reflektiert
wird, selbst Licht, dessen Polarisationsrichtung geändert ist,
wiederholt zwischen der Reflexionspolarisierungsplatte 40 und
der Lichtreflexionsplatte 80 reflektiert, und schließlich von
der Reflexionspolarisierungsplatte 40 zu der STN-Zelle 20 ausgegeben,
so dass es möglich
ist, eine helle Anzeige zu erhalten. Wenn in dem Prozess das reflektierte
Licht durch das Farbfilter 27 geht, ist es möglich, das
Licht in einer der Farben Rot, Grün und Blau zu färben.
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In
dem Spannungsanlegungsbereich der STN-Zelle 20 wird Licht,
das von außen
eintritt, in Licht mit einer linearen Polarisationskomponente in
eine vorbestimmte Richtung durch die obere Polarisierungsplatte 12 umgewandelt.
Danach geht das Licht durch die STN-Zelle 20 als Licht
mit dieser linearen Polarisationskomponente, und wird von der unteren
Polarisierungsplatte 15 absorbiert, um dunkler zu werden.
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Anschließend wird
in dem Nicht-Spannungsanlegungsbereich der STN-Zelle 20 in
der Anzeige vom Durchlässigkeitstyp
das Licht, das von der Lichtquelle 70 ausgestrahlt wird,
in Licht mit einer linearen Polarisationskomponente in eine vorbestimmte
Richtung durch die Reflexionspolarisierungsplatte 40 umgewandelt und
durchgelassen und in Licht mit einer linearen Polarisationskomponente
umgewandelt, deren Polarisationsrichtung um einen vorbestimmten
Winkel durch die STN-Zelle 20 verdreht ist, bevor es durch
die obere Polarisierungsplatte 12 ausgegeben wird. In diesem
Prozess wird das Ausgangslicht in der Farbe des Farbfilters 27,
durch das es hindurchgeht, gefärbt.
-
Andererseits
wird in dem Spannungsanlegungsbereich der STN-Zelle 20 das Licht, das von
der Lichtquelle 70 ausgestrahlt wird, als Licht mit einer
linearen Polarisationskomponente in eine vorbestimmte Richtung durch
die Reflexionspolarisierungsplatte 40 durchgelassen, geht
durch die STN-Zelle 20 als Licht mit dieser linearen Polarisationskomponente,
bevor es von der oberen Polarisierungsplatte 12 absorbiert
wird.
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Auf
diese Weise ist in der Anzeigevorrichtung 10 dieser Ausführungsform,
sowohl in der Anzeige vom Reflexionstyp wie auch in der Anzeige
vom Durchlässigkeitstyp,
möglich,
eine helle Farbanzeige durch das Farbfilter 27 der drei
Farben Rot, Grün
und Blau zu erreichen.
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Ferner
erfüllt
in der Anzeigevorrichtung 10 dieser Ausführungsform
das Verhältnis
zwischen dem Diffusionsverhältnis
der Lichtdiffusionsplatte 30 (dem Trübungswert H) und dem Abstand
d zwischen der Lichtdiffusionsplatte 30 und der Lichtreflexionsplatte 80 die
Formel (1), wodurch für
die Lichtdiffusionsplatte 30 möglich ist, Licht in roter,
grüner
und blauer Farbe durch das Farbfilter 27 zu der Lichtreflexionsplatte 80 in
einem ausreichend gestreuten Zustand zuzuführen, so dass das Licht, das
von der Lichtreflexionsplatte 80 reflektiert wird, weißes Licht
sein kann, das aus miteinander vermischtem Rot, Grün und Blau
besteht.
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Zum
Beispiel erreicht von dem einfallenden Licht das Licht, das rot
gefärbt
wird, wenn es durch den roten Abschnitt 27R des Farbfilters 27 geht,
die Lichtreflexionsplatte 80 in einem Zustand, in dem es
durch die Lichtdiffusionsplatte 30 ausreichend gestreut
ist. Das Licht, das grün
gefärbt
wird, wenn es durch den grünen Abschnitt 27G des
Farbfilters 27 geht, erreicht die Lichtreflexionsplatte 80 in
einem Zustand, in dem es durch die Lichtdiffusionsplatte 30 ausreichend
gestreut ist. Ferner erreicht das Licht, das blau gefärbt wird,
wenn es durch den blauen Abschnitt 27B des Farbfilters 27 geht,
die Lichtreflexionsplatte 80 in einem Zustand, in dem es
durch die Lichtdiffusionsplatte 30 ausreichend gestreut
ist. Hier wird Licht in diesen drei Farben von der Lichtreflexionsplatte 80 als
weiße
Farbe reflektiert, die aus diesen drei gleichförmig gemischten Farben besteht,
und fällt
wieder auf die STN-Zelle 20 durch die Reflexionspolarisierungsplatte 40,
die Lichtdiffusionsplatte 30 und die untere Polarisierungsplatte 15.
Zu diesem Zeitpunkt ist das Licht, das auf die STN-Zelle 20 fällt, weißes Licht,
das von der Lichtreflexionsplatte 80 reflektiert wird,
so dass das Licht, das von der Anzeigevorrichtung 10 ausgegeben
wird, nur in der Farbe des Farbfilters 27 gefärbt wird,
durch das es geht.
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Infolgedessen
ist Licht, das bei der Anzeige vom Reflexionstyp von hinten zu der
Flüssigkristallplatte 140 geführt wird,
weißes
Licht, wodurch eine Farbunbeständigkeit
bei einer Farbanzeige verhindert und eine klare Farbanzeige erreicht
werden kann.
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(Erstes Referenzbeispiel)
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6 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Anzeigevorrichtung für eine schwarze
und weiße
Anzeige gemäß einem
ersten Referenzbeispiel zeigt. Das heißt, in der Anzeigevorrichtung 10 wird
anstelle der STN-Zelle 20 mit dem Farbfilter 27 eine
STN-Zelle 20',
die nicht mit einem Farbfilter 27 ausgestattet ist, verwendet.
Ferner sind unter der STN-Zelle 20' die untere Polarisierungsplatte 15,
die Lichtdiffusionsplatte 30, die Reflexionspolarisierungsplatte 40,
die Lichtquelle 70 und die Lichtreflexionsplatte 80 der
Reihe nach bereitgestellt.
-
Auch
in dieser Anzeigevorrichtung 10 des ersten Referenzbeispiels,
die wie zuvor beschrieben konstruiert ist, wird Licht anschließend zwischen
der Reflexionspolarisierungsplatte 40 und der Lichtreflexionsplatte 80 reflektiert,
wie in der Anzeigevorrichtung 10 der ersten Ausführungsform,
wodurch nur Licht mit einer linearen Polarisationskompo nente in
eine vorbestimmte Richtung von der Reflexionspolarisierungsplatte 40 zu der
STN-Zelle 20' geführt wird,
wodurch es möglich
ist, den Schirm in der Anzeige vom Reflexionstyp hell zu machen.
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Ferner
erfüllt
das Verhältnis
zwischen dem Trübungswert
H der Lichtdiffusionsplatte 30 und dem Abstand d zwischen
der Lichtdiffusionsplatte 30 und der Lichtreflexionsplatte 80 die
Formel (1), wodurch, wenn das Licht, das von der Lichtdiffusionsplatte 30 zu
der Lichtreflexionsplatte 80 geführt wird, die Lichtreflexionsplatte 80 erreicht,
es sich in einem ausreichend gestreuten Zustand befinden kann, wodurch
die Parallaxe verringert wird, die während der schwarzen und weißen Anzeige
erzeugt wird, und die Schirmanzeige klar wird.
-
(Zweite Ausführungsform)
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7 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Anzeigevorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
zeigt. In dieser Ausführungsform
sind in der Anzeigevorrichtung 10 der ersten Ausführungsform
die Positionen der unteren Polarisierungsplatte 15 und
der Lichtdiffusionsplatte 30 geändert, wobei die untere Polarisierungsplatte 15 und
die Lichtdiffusionsplatte 30 in dieser Reihenfolge unter
der STN-Zelle 20 angeordnet sind.
-
(Dritte Ausführungsform)
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8 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Anzeigevorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform
zeigt. In dieser Ausführungsform
ist in der Anzeigevorrichtung 10 der zweiten Ausführungsform
die Reflexionspolarisierungsplatte 40 zwischen der unteren
Polarisierungsplatte 15 und der Lichtdiffusionsplatte 30 angeordnet,
und die untere Polarisierungsplatte 15, die Lichtreflexionsplatte 40 und
die Lichtdiffusionsplatte 30 sind der Reihe nach unter
der STN-Zelle 20 angeordnet.
-
(Zweites Referenzbeispiel)
-
9 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Anzeigevorrichtung gemäß einem
zweiten Referenzbeispiel zeigt, das nicht Teil der Erfindung ist.
In dieser Ausführungsform
fehlt in der Anzeigevorrichtung der vierten Ausführungsform die untere Polarisierungsplatte 15.
Auf dies Weise wird in der Anzeigevorrichtung dieses Beispiels die
Anzahl von Elementen, durch die Licht geht, verringert, wodurch
die Anzeige heller wird.
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2. Modifizierung
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Obwohl
die obengenannten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf den Fall beschrieben wurden, in dem die STN-Zelle 20 in
der Flüssigkristallplatte
verwendet wird, sollte dies nicht als Einschränkung verstanden werden. Abgesehen
von der TN-Flüssigkristallplatte,
der ECB-Flüssigkristallplatte
kann eine andere Art von Platte verwendet werden, solange die Durchlässigkeitspolarisationsachse
durch Spannung usw. verändert werden
kann.
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Obwohl
als dritte bis fünfte
Ausführungsform
eine Farbanzeigevorrichtung beschrieben wurde, ist die vorliegende
Erfindung natürlich
bei einer Anzeigevorrichtung für
schwarze und weiße
Anzeige anwendbar, die als die zweite Ausführungsform beschrieben wurde.
-
Ferner
ist die zuvor beschriebene Anzeigevorrichtung 10 bei elektronischen
Geräten,
wie einem Personal-Computer, einem Pager, einem Flüssigkristallfernsehgerät, einem
Videorecorder vom Bildsuchertyp oder Monitor-Direktsichttyp, einem
Auotnavigationsgerät,
einem elektronischen Notebook, einem Rechner, einem Word-Prozessor,
einer Work-Station einem Mobiltelefon, einem Bildtelefon, einem
POS-Terminal, und einem Gerät,
das mit einem Berührungsbildschirm
ausgestattet ist, anwendbar.
-
[Vorteile]
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Wie
zuvor beschrieben, erfüllt
in der Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung das Verhältnis zwischen
dem Haze-Wert H des Lichtdiffusionsmittels und dem Abstand d zwischen
dem Lichtdiffusionsmittel und dem Lichtreflexionsmittel die Formel:
H – 200
d + 140, so dass, wenn eine schwarze und weiße Anzeige durch eine Anzeige
vom Reflexionstyp ausgeführt
wird, für
das Licht, das von dem Lichtdiffusionsmittel zu dem Lichtreflexionsmittel
gestrahlt wird, möglich
ist, das Lichtreflexionsmittel in einem ausreichend gestreuten Zustand
zu erreichen, wodurch die Anzeige heller und die Parallaxe verringert
wird.
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Wenn
eine Farbanzeige ausgeführt
wird, ist es ferner möglich,
dass das einfallende Licht, das rot, grün und blau gefärbt ist,
das Lichtreflexionsmittel in einem ausreichend gestreuten Zustand
zu erreichen, und das Lichtreflexionsmittel reflektiert das Licht
als weißes
Licht, das aus diesen Farben besteht, die gleichförmig gemischt
sind, wodurch eine klare Farbanzeige erhalten werden kann.