專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，特別涉及在單一的顯示用液晶面板上可進行雙畫面顯示的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
迄今，使用顯示用的液晶面板(LCDLiquid Crystal Display，本文中簡稱為LCD)的液晶顯示裝置已知應(yīng)用于搭載有顯示裝置的電視機或通訊裝置等。關(guān)于此液晶顯示裝置，隨著近年來通訊裝置的多樣化發(fā)展，不只是一般的單畫面顯示，也期望實現(xiàn)可以將單一的顯示用LCD上互異的兩個顯示圖像供若干個觀察者分別觀看的雙畫面顯示(dualpicture mode)、或可進行立體觀看的三維顯示(3D顯示)(threedimensional mode)等多用途顯示模式。
而與本案相關(guān)的技術(shù)文獻，可列舉如下所列的專利文獻。
日本專利特開第2004-280042號發(fā)明內(nèi)容發(fā)明所要解決的課題然而，在單一的顯示用LCD上具有雙畫面顯示或3D顯示等顯示模式的液晶顯示裝置，其開發(fā)仍不夠充分，有更進一步發(fā)展的需求。此外，也殷切期望開發(fā)出能夠任意切換雙畫面顯示或3D顯示等不同的顯示模式的液晶顯示裝置。
解決課題的技術(shù)方案鑒于上述問題，本發(fā)明的液晶顯示裝置包括背光用光源；將直線偏光由該光源的光線抽出的第一偏光板；由一對透明電極所包夾且分割成若干列的液晶層所構(gòu)成且分別控制各列液晶層的光學(xué)相位差的偏光控制用液晶組件；沿著該液晶層的行配置的微凸透鏡；分割成若干行且具備第一光學(xué)相位差的列與具備異于第一光學(xué)相位差的光學(xué)相位差的行呈交替配置的第一相位差板；顯示用液晶面板；以及包夾該顯示用液晶面板的第二及第三偏光板。
其中，上述偏光控制用液晶組件以垂直配向模式(vertical alignmentmode，VA mode)來驅(qū)動時，上述偏光控制用液晶組件的上表面及下表面各自具備具有第二光學(xué)相位差的第二相位差板及第三相位差板。或者，上述偏光控制用液晶組件以電場控制雙折射模式(electricallycontrolled birefringence mode，ECB mode)來驅(qū)動時，上述偏光控制用液晶組件的下表面具備第二相位差板，且該第二相位差板具有與于上述液晶層施加電壓時所產(chǎn)生的光學(xué)相位差相同的第二光學(xué)相位差。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置，依觀察者的期望而需要不同的顯示圖像時，可將互異的兩個顯示圖像顯示在單一的顯示用面板上，以供各觀察者分別地觀看(即，雙畫面顯示)。其結(jié)果是，將可以提升顯示圖像的情報傳達的效率。
此外，通過調(diào)整偏光控制用液晶組件和微凸透鏡的配置位置，不只上述二維的雙畫面顯示，也能夠于液晶顯示裝置側(cè)任意地切換二維的單畫面顯示和三維的單畫面顯示。


圖1是說明關(guān)于第一實施例的液晶顯示裝置的截面圖。
圖2是說明關(guān)于第一實施例的液晶顯示裝置的側(cè)視圖。
圖3(A)是說明第一實施例的液晶顯示裝置的平面圖。
圖3(B)是沿圖3(A)的X-X線所截的截面圖。
圖4是說明關(guān)于第一實施例的液晶顯示裝置的立體圖。
圖5圖5說明第一實施例的液晶顯示裝置的動作的概念圖。
圖6是說明關(guān)于第二實施例的液晶顯示裝置的立體圖。
圖7是說明第二實施例的液晶顯示裝置的動作的概念圖。
符號說明11第一偏光板12第二偏光板13第三偏光板20偏光控制用LCD21第一液晶部22第二液晶部
23A第二相位差板23B第三相位差板23C第四相位差板24透明電極25配向控制部 30微凸透鏡40第一相位差板 41第一行42第二行 50顯示用LCDA第一觀察者B第二觀察者BL背光用光源具體實施方式
以下，參照圖面說明關(guān)于本發(fā)明第一實施例的液晶顯示裝置。圖1是說明關(guān)于本實施例的液晶顯示裝置的截面圖。此外，圖2及圖4是說明關(guān)于本實施例的液晶顯示裝置的立體圖。另外，圖3(A)是說明本實施例的液晶顯示裝置的偏光控制用LCD 20的平面圖，而圖3(B)為沿圖3(A)的X-X線所截的截面圖。此外，圖1及圖2中，省略下述第二及第三相位差板23A、23B的圖示，且圖2中，省略第三偏光板13的圖示。此外，圖4中，省略下述第三偏光板13、微凸透鏡30、以及顯示用LCD50的圖標(biāo)。
如圖1及圖2所示，將直線偏光由來自光源的全方位光抽出的第一偏光板11與背光用光源BL為對向配置。在第一偏光板11的觀察者側(cè)，配置利用光學(xué)相位差控制由第一偏光板11所抽出的直線偏光的偏光軸的角度(位于與直線偏光的行進方向直交(orthogonal，或稱為正交)的平面上的偏光軸的角度)的偏光控制用LCD20。
該偏光控制用LCD20，由一對透明電極24所包夾、而以垂直配向模式驅(qū)動的液晶層所構(gòu)成、而該液晶層由區(qū)分成若干列的第一液晶部21和第二液晶部22所構(gòu)成。其中，在第一液晶部21和第二液晶部22中，利用以控制電路(未圖標(biāo))控制是否施加電壓于一對透明電極24的方式，而控制液晶分子所產(chǎn)生的既定光學(xué)相位差。當(dāng)入射的直線偏光的波長為λ時，若此既定光學(xué)相位差為λ/2，則入射的直線偏光的偏光軸的角度會旋轉(zhuǎn)90度。
此時，雖然在電壓施加時經(jīng)垂直配向的液晶分子必須具有既定的傾斜度，如圖3(A)的平面圖以及沿圖3(A)的X-X線所截的截面3(B)所示，該傾斜度優(yōu)選的是，由于一對透明電極24(形成于一對透明基板)的至少一方形成突起部或狹縫部而構(gòu)成的配向控制部25來賦予傾斜度?；蛘?，該傾斜度也可以由其它的配向處理賦予。
此外，在偏光控制用LCD20的觀察者側(cè)，沿著第一及第二液晶部21、22的各列平行地配置有凸面為連續(xù)的微凸透鏡30。在各第一及第二液晶部21、22中偏光軸角度相異的直線偏光，經(jīng)由該微凸透鏡30而折射至各自相異的兩個方向，即朝向第一觀察者A的第一方向、及朝向第二觀察者B的第二方向。
在與該微凸透鏡30對向的位置，配置有第一相位差板40。該第一相位差板40分割成若干行，且由交替配置的具備第一光學(xué)相位差的第一行41(例如奇數(shù)行)及具備與第一光學(xué)相位差相異的光學(xué)相位差的第二行42的(例如偶數(shù)行)所構(gòu)成。例如，第一行41所具備的第一光學(xué)相位差為λ/2，第二行42所具備的與第一光學(xué)相位差相異的光學(xué)相位差為零。此第一相位差板40與由第二偏光板12和第三偏光板13(未圖示于圖2中)所包夾的顯示用LCD50相接合。
其中，第二偏光板12具有與第一偏光板11相同的偏光軸的角度(例如45度)。此外，第三偏光板13與第二偏光板12呈直交偏光(cross nicol)配置(偏光軸的角度互相直交的配置)。另外，顯示用LCD50的顯示像素的像素節(jié)距(pixel pitch)與上述第一相位差板40的第一及第二列41、42的節(jié)距一致。
而且，在本實施例中，如圖4所示，上述構(gòu)成中偏光控制用LCD20的兩面配置有具備第二光學(xué)相位差的第二相位差板23A和第三相位差板23B。當(dāng)由背光用光源BL所分出的直線偏光的波長為λ時，該第二光學(xué)相位差會變?yōu)棣?4的光學(xué)相位差。即，第二相位差板23A和第三相位差板23B相對于第一偏光板11的穿透軸(偏光軸)所具有偏離45度遲相軸(遅相軸)。此外，第二相位差板23A和第三相位差板23B的遲相軸互相直交。
以下，參照圖面說明本實施例的液晶顯示裝置的動作。圖5是說明本實施例的液晶顯示裝置的動作的概念圖。
如圖5所示，首先，來自背光用光源BL的全方位光由第一偏光板11抽出直線偏光。該直線偏光穿過配置成使遲相軸相對于第一偏光板11的穿透軸(偏光軸)成45度的第二相位差板23A而變成圓偏光(circularpolarization)，然后入射至偏光控制用LCD20。此時，入射至具有既定λ/2光學(xué)相位差的第一液晶部21的光的偏光軸的角度，會因該光學(xué)相位差而旋轉(zhuǎn)90度。再且，由該液晶層射出的光，即入射至具有與第二相位差板23A的遲相軸直交的遲相軸的第三相位差板23B后，再次變成直線偏光而射出。
即，該偏光軸的角度變成與第一及第二偏光板11、12的偏光軸直交的角度。另一方面，入射至未施加電壓而未產(chǎn)生光學(xué)相位差的第二液晶部22的直線偏光，則以保持其原有的偏光軸的角度的狀態(tài)而射出。亦即，該偏光軸的角度與第一及第二偏光板11、12為相同角度。
此時，通過上述第二及第三相位差板23A、23B，可去除由于在偏光控制用LCD內(nèi)所產(chǎn)生的雙折射(複屈折)而造成的不必要的光學(xué)相位差，即使在液晶層的液晶分子的配向方向不均勻一致的狀況，也可獲得良好的穿透特性。
其次，由偏光控制用LCD射出且與上述光學(xué)相位差不同的兩種直線偏光，通過穿透未圖示的微凸透鏡30而折射至各自相異的兩個方向(第一方向及第二方向)，而后入射至第一相位差板40。
在此，在第一相位差板40的若干個行中，穿透具有第一光學(xué)相位差λ/2的第一行41(例如奇數(shù)行)的上述兩種直線偏光，其偏光軸的角度旋轉(zhuǎn)90度而入射至第二偏光板12。此時，上述兩種直線偏光中，穿透偏光控制用LCD20的第一液晶部21的第一方向的直線偏光，因其偏光軸的角度與第二偏光板12的偏光軸一致，該直線偏光會穿透第二偏光板12而入射至顯示用LCD50。另一方面，穿透第二液晶部22的第二方向的直線偏光，則因其偏光軸的角度與第二偏光板12的偏光軸直交，無法穿透第二偏光板12，而無法入射至顯示用LCD50。
此外，在第一相位差板40的若干個行中，穿透不具光學(xué)相位差(或是具有異于第一光學(xué)相位差的光學(xué)相位差)的第二行42(例如偶數(shù)行)的上述兩種直線偏光，即保持該偏光軸的原有角度而入射至第二偏光板12。此時，上述兩種直線偏光中，穿透偏光控制用LCD20的第一液晶部21的第一方向的直線偏光，因其偏光軸的角度與第二偏光板12的偏光軸直交，無法穿透第二偏光板12，而無法入射至顯示用LCD。另一方面，穿透偏光控制用LCD20的第二液晶部22的第二方向的直線偏光，則因其偏光軸的角度與第二偏光板12的偏光軸一致，該直線偏光會穿透第二偏光板12而入射至顯示用LCD。
此時，與第一相位差板40的第一行41相對應(yīng)的顯示用LCD50的行(例如奇數(shù)行)的若干個顯示像素，由未圖標(biāo)的驅(qū)動電路，依第一顯示圖像而控制其驅(qū)動狀態(tài)。此外，與第二行42相對應(yīng)的顯示用LCD50的行(例如偶數(shù)行)的若干個顯示像素，則依第二顯示圖像而控制其驅(qū)動狀態(tài)。
此外，穿透第一相位差板40的第一行41的第一方向的直線偏光，在通過與第一行41相對應(yīng)的顯示用LCD 50的行(例如奇數(shù)行)的若干個顯示像素后，經(jīng)由第三偏光板13，供第一觀察者A僅觀看到其第一顯示圖像。此外，穿透第二行42的第二方向的直線偏光，則在通過與第二行42相對應(yīng)的顯示用LCD 50的行(例如偶數(shù)行)的若干個顯示像素后，經(jīng)由第三偏光板13，供第二觀察者B僅觀看到其第二顯示圖像。根據(jù)上述說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人士可容易的理解，在單一的顯示用LCD 50上，可以于第一方向和第二方向各自觀看互異的兩個畫面。
此外，在上述實施例中，偏光控制用LCD 20的第一液晶部21以及第二液晶部22，雖經(jīng)由垂直配向模式加以驅(qū)動，本發(fā)明并非以此為限，也可具有下列第二實施例所示的構(gòu)成。以下，參照圖面說明本發(fā)明的第二實施例。圖6是說明本實施例的液晶顯示裝置的立體圖。圖6中，省略掉第三偏光板13、微凸透鏡30、以及顯示用LCD50的圖標(biāo)。
本實施例的液晶顯示裝置中，與第一實施例不同地，偏光控制用LCD20的第一液晶部21以及第二液晶部22，以電場控制雙折射(ECB；electrically controlled birefringence)模式加以驅(qū)動。其中，第一液晶部21所產(chǎn)生的光學(xué)相位差R為任意值，假設(shè)例如為λ/4。此外，第二液晶部22所產(chǎn)生的光學(xué)相位差則假設(shè)為R+λ/2。第一液晶部21和第二液晶部22的透明電極(未圖示)，并不一定如圖3那樣必定要形成配向控制部25。
關(guān)于其它的構(gòu)成，與圖1和圖2所示的第一實施例相同。此外，以第一相位差板40的第一行41為偶數(shù)行、而第二行42為奇數(shù)行進行說明。該第一行41及第二行42與第一實施例相同地，由各列射出的直線偏光的偏光軸形成互相直交的狀態(tài)。
而且，如圖6所示，偏光控制用LCD20的第一偏光板11側(cè)配置有第四相位差板23C。該第四相位差板23C的光學(xué)相位差與上述第一液晶部21所具有的光學(xué)相位差R相同。
以下，參照圖面說明本實施例的液晶顯示裝置的動作。圖7是說明本實施例的液晶顯示裝置的動作的概念圖。
如圖7所示，首先，以第一偏光板11從來自背光用光源BL的全方位光藉由抽出直線偏光。該直線偏光入射至第四相位差板23C，其偏光軸的角度依光學(xué)相位差R而旋轉(zhuǎn)(R＝λ/4時會變成圓偏光)，然后入射至偏光控制用LCD20。其中，入射至偏光控制用LCD20的第一液晶部21的圓偏光的偏光軸的角度，會依該光學(xué)相位差R＝λ/4而變成與第一及第二偏光板11、12的偏光軸相同的角度。另一方面，入射至第二液晶部22的圓偏光的偏光軸的角度，則依該光學(xué)相位差R+λ/2，再旋轉(zhuǎn)90度，而變成與第一及第二偏光板11、12的偏光軸直交的角度。
此時，利用上述第四相位差板23C，可去除因偏光控制用LCD 20內(nèi)所產(chǎn)生的雙折射而造成的不必要光學(xué)相位差。
其次，由偏光控制用LCD20射出且與上述光學(xué)相位差不同的兩種直線偏光，通過穿透未圖示的微凸透鏡30而折射至各自相異的兩個方向(第一方向及第二方向)，而后入射至第一相位差板40。
在此，在第一相位差板40的若干個行中，穿透不具光學(xué)相位差(或是具有異于第一光學(xué)相位差的光學(xué)相位差)的第一行41(例如偶數(shù)行)的上述兩種直線偏光，仍保持其偏光軸的原有角度而入射至第二偏光板12。此時，上述兩種直線偏光中，穿透偏光控制用LCD20的第一液晶部21的第一方向的直線偏光，因其偏光軸的角度與第二偏光板12的偏光軸一致，該直線偏光會穿透第二偏光板12而入射至顯示用LCD50。另一方面，穿透偏光控制用LCD20的第二液晶部22的第二方向的直線偏光，則因其偏光軸的角度與第二偏光板12的偏光軸直交，而無法穿透第二偏光板12。
此外，在第一相位差板40的若干個行中，穿透具有第一光學(xué)相位差λ/2的第二行42(例如奇數(shù)行)的上述兩種直線偏光，其偏光軸的角度旋轉(zhuǎn)90度而入射至第二偏光板12。此時，上述兩種直線偏光中，穿透偏光控制用LCD 20的第一液晶部21的第一方向的直線偏光，因其偏光軸的角度與第二偏光板12的偏光軸直交，而無法穿透第二偏光板12。另一方面，穿透第二液晶部22的第二方向的直線偏光，則因其偏光軸的角度與第二偏光板12的偏光軸一致，該直線偏光會穿透第二偏光板12而入射至顯示用LCD 50。
此時，與第一相位差板40的第一行41相對應(yīng)的顯示用LCD 50的行(例如偶數(shù)行)的若干個顯示像素，通過未圖標(biāo)的驅(qū)動電路，依第一顯示圖像而控制其驅(qū)動狀態(tài)。此外，與第二行42相對應(yīng)的顯示用LCD50的行(例如奇數(shù)行)的若干個顯示像素，則依第二顯示圖像而控制其驅(qū)動狀態(tài)。
此外，穿透第一相位差板40的第一行41的第一方向的直線偏光，在通過第一行41所對應(yīng)的顯示用LCD50的行(例如偶數(shù)行)的若干個顯示像素后，經(jīng)由第三偏光板13，供第一觀察者僅觀看到其第一顯示圖像。此外，穿透第二行42的第二方向的直線偏光，在通過第二行42所對應(yīng)的顯示用LCD50的行(例如奇數(shù)行)的若干個顯示像素后，經(jīng)由第三偏光板13，供第二觀察者僅觀看到其第二顯示圖像。借此借此，在單一的顯示用LCD50上，可于第一方向和第二方向各自觀看互異的兩個畫面。
此外，上述第一實施例及第二實施例，依需求而定，通過相對于偏光控制用LCD20調(diào)整微凸透鏡30的配置位置，可任意變化直線偏光的行進方向(即第一方向及第二方向)。更進一步地，若各自配合一個觀察者的左眼和右眼而調(diào)整第一及第二方向，且將立體觀看用的兩個顯示圖像分別顯示于顯示用LCD 50的奇數(shù)行和偶數(shù)行，則可任意地切換至三維顯示模式。
此外，依需求而定，通過控制是否施加電壓而使第一及第二液晶部21、22全部成為相同的光學(xué)相位差，以使直線偏光只朝向某一方向行進，而可任意地切換成僅供某一方向的觀察者觀看(二維顯示模式)。
再且，依需求而定，通過在第三偏光板13上或顯示用LCD 50上配置具有用以擴大視角(view angle)的光學(xué)相位差的光學(xué)補償膜(opticalcompensation film)(未圖示)，可擴大上述各顯示模式的顯示用LCD50所對應(yīng)的視角。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其特征在于，其包含光源；第一偏光板，配置于上述光源上；偏光控制用液晶組件，由一對透明電極所包夾、由分割成配列于第一方向的若干直條部分的液晶層所構(gòu)成、配置于上述第一偏光板上、用以控制上述直條部分的個別光學(xué)相位差；微凸透鏡數(shù)組(lenticular lens array)，以沿著上述第一方向配列的方式配置于上述偏光控制用液晶組件上；第一相位差板，配置于上述微凸透鏡上、且具有交替地配置的第一直條部分與第二直條部分，其中上述第一直條部分具備第一光學(xué)相位差且配列于第二方向，而上述第二直條部分具備相異于第一光學(xué)相位差的第二光學(xué)相位差且配列于第二方向；液晶面板，配置于上述第一相位差板上；第二偏光板及第三偏光板，包夾上述液晶面板；第二相位差板，具有第三光學(xué)相位差且配置于上述第一偏光板與上述偏光控制用液晶組件間；第三相位差板，具有上述第三光學(xué)相位差且配置于上述偏光控制用液晶組件與上述第一相位差板間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述偏光控制用液晶組件于垂直配向模式時，不施加電壓于約半數(shù)的上述直條部分，另一半的上述直條部分則施加有對應(yīng)于上述光源所發(fā)射的光的波長的二分之一的光學(xué)相位差的電壓，且上述第二相位差板的上述第三光學(xué)相位差為上述發(fā)射光的波長的四分之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，構(gòu)成上述偏光控制用液晶組件的上述一對透明電極的至少一方配置有用以控制上述液晶層的液晶分子配向的配向控制部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述微透鏡數(shù)組，配置于能使其偏光的一種朝向上述液晶面板上的既定方向的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在上述液晶面板的表面上、或上述第二或第三偏光板的表面上，設(shè)置有用以擴大視角的光學(xué)補償膜。
6.一種液晶顯示裝置，其特征在于，其包含光源；第一偏光板，配置于上述光源上；偏光控制用液晶組件，由一對透明電極所包夾、由分割成配列于第一方向的若干直條部分的液晶層所構(gòu)成、配置于上述第一偏光板上、且用以控制上述直條部分的個別光學(xué)相位差；微凸透鏡數(shù)組，以沿著上述第一方向配列的方式配置于上述偏光控制用液晶組件上；第一相位差板，配置于上述微凸透鏡上、且具有交替地配置的第一直條部分與第二直條部分，其中上述第一直條部分具備第一光學(xué)相位差且配列于第二方向，上述第二直條部分具備相異于第一光學(xué)相位差的第二光學(xué)相位差且配列于第二方向；液晶面板，配置于上述第一相位差板上；第二偏光板及第三偏光板，包夾上述液晶面板；第二相位差板，具有第三光學(xué)相位差且配置于上述第一偏光板與上述第一相位差板之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述偏光控制用液晶組件于電場控制雙折射模式時，不施加電壓于約半數(shù)的上述直條部分，產(chǎn)生上述光源所發(fā)射的光的波長的二分之一的光學(xué)相位差；另一半的上述直條部分則施加有對應(yīng)于上述發(fā)射光的其它光學(xué)相位差的電壓；且上述第二相位差板的上述第三光學(xué)相位差與上述發(fā)射光的其它光學(xué)相位差相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述微凸透鏡數(shù)組，配置于能使其偏光的一種朝向上述液晶面板上的既定方向的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于，在上述液晶面板的表面上、或上述第二或第三偏光板的表面上，設(shè)置有用以擴大視角的光學(xué)補償膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，從而可以將在單一的顯示用LCD上互異的兩個顯示圖像供若干個觀察者分別觀看的雙畫面顯示。本發(fā)明所涉及的液晶顯示裝置包括背光用光源(BL)、由該光源的光線抽出直線偏光(linear polarization)的第一偏光板(11)、由分割成若干列的液晶層所構(gòu)成且分別控制各列的光學(xué)相位差的偏光控制用LCD(20)、沿著上述各行配置的微凸透鏡(lenticular lens)(30)、分割成若干行且交替配置具備及未具備第一光學(xué)相位差的第一行(41)及第二行(42)的第一相位差板(retardation plate)(40)、顯示用LCD(50)、以及包夾該顯示用LCD的第二偏光板(12)及第三偏光板(13)。
文檔編號G02F1/1337GK1841156SQ20061005841
公開日2006年10月4日 申請日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月30日
發(fā)明者矢田竜也, 小間德夫 申請人:三洋愛普生映像元器件有限公司