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CN102087437A - 透明液晶显示设备 - Google Patents

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CN102087437A CN2010105785096A CN201010578509A CN102087437A CN 102087437 A CN102087437 A CN 102087437A CN 2010105785096 A CN2010105785096 A CN 2010105785096A CN 201010578509 A CN201010578509 A CN 201010578509A CN 102087437 A CN102087437 A CN 102087437A
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Abstract

公开了一种透明液晶显示设备，该透明液晶显示设备设置有液晶面板的补偿膜来在图像模式中改变光的偏振状态，以增强视角特性，该透明液晶显示设备包括：液晶面板；光源，其设置在液晶面板的下部的一侧，用于发光；第一偏振板，其用于使从光源发出的光偏振；导光板，其设置在液晶面板的下部，用于将由第一偏振板沿轴向偏振至其侧面的光进行全反射以将光提供给液晶面板，并使从下方向进入的自然光从中透射通过；第二偏振板，其设置在液晶面板的上部，用于控制透射过液晶面板的偏振光的量；以及第一正A膜，其设置在液晶面板的下部，用于改变从导光板输出并提供给液晶面板的光的偏振状态，其中水平方向相位差值(Re)为120nm。

Description

透明液晶显示设备
技术领域
本发明涉及透明液晶显示设备，更具体地涉及设置有增强视角特性的补偿膜的透明液晶显示设备。
背景技术
近年来，随着对信息显示的兴趣的增加和对使用便携式信息媒体的日益增长的需求，以及积极地进行对用于替代传统的显示器(如阴极射线管(CRT))的重量轻、外形薄的平板显示器(FPD)的研究和商业化。具体地，在这样的FPD中，液晶显示器(LCD)为使用液晶分子的光学各向异性显示图像的设备，由于其卓越的分辨率、色彩展现和图像质量等，LCD已经被有效地应用于笔记本、台式监视器等。
另一方面，对透明显示设备的研究也已经在积极地进行，该透明显示设备除了能够在其上实现图像外，还使得其后面的对象可见。这样的透明显示设备可以应用于车前玻璃或房屋玻璃，以提供用户期望的信息。因此，对这样的透明显示设备的应用有望会显著地增加。
通常，对于透明显示设备，可以使用利用自发光的有机发光显示设备等。
但是，在有机发光显示设备的情况下，其显示设备可以被制为仅是透明的，由此不可能会开启会关闭其透明度，以使得该显示设备透明或在其上实现图像。并且，存在各种问题，如低产量、难于制作大尺寸显示器以及低的可靠性等。
结果，需要发展能够实现高产量、大尺寸显示器、高可靠性并能够实现宽视角、高亮度、高对比度和全色彩的液晶显示设备来作为透明显示设备，但液晶显示设备并不能用作透明显示设备。然而，液晶显示器并不能自发地发光，而是通过使用背光的光来实现图像，因为应当在液晶面板的后表面设置非透明的背光单元，并还分别在液晶面板的前表面和后表面设置偏振板，以控制光的透射。具体地，当在液晶面板中驱动液晶时，分别设置在液晶面板的前表面和后表面的偏振板允许光从中透过，但在液晶没有被驱动时光处于非透明状态，因此不能实现透明显示。
发明内容
本发明被设计为解决前述的问题，并且本发明的一个目的在于提供一种液晶显示设备，其中设置液晶面板的补偿膜来改变光的偏振状态，由此增强视角特性。
为了实现前述目的，一种透明液晶显示设备可以包括：液晶面板；光源，其设置在所述液晶面板的下部的一侧，用于发光；第一偏振板，其用于使从所述光源发出的光偏振；导光板，其设置在所述液晶面板的下部，用于将由所述第一偏振板沿轴向偏振至所述导光板的侧面的光进行全反射以将光提供给所述液晶面板，并使从下方向进入的自然光从中透射通过；第二偏振板，其设置在所述液晶面板的上部，用于控制透射过所述液晶面板的偏振光的量；以及第一正A膜，其设置在所述液晶面板的下部，用于改变通过所述导光板提供给所述液晶面板的光的偏振状态，所述第一正A膜的水平方向相位差值(Re)约为100-150nm。
所述第一正A膜的光轴可以平行于所述第二偏振板的光轴，并且所述液晶面板的摩擦方向可以垂直于所述第二偏振板的光轴。
此外，具有约80-200nm的相位差值的三乙酰纤维素可以设置在所述第一正A膜和所述液晶面板之间，并且其还可以包括：第二正A膜，其具有约100-150nm的水平方向相位差值(Re)并设置在所述液晶面板和所述第二偏振板之间，以改变从所述液晶面板输出的光的偏振状态；以及三乙酰纤维素，其具有约80-200nm的相位差值并设置在所述第二正A膜和所述第二偏振板之间。
根据本发明，透明液晶显示设备为透明的，使得后面的对象可以被看到。具体地，在根据本发明的透明液晶显示设备中，在液晶面板的前表面和/或后表面设置有补偿膜，以改变主视角方向，由此增强视角特性。
附图说明
附图被包括在本说明书中以提供对本发明的进一步理解，并结合到本说明书中且构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方式，且与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1为示出了根据本发明的第一实施方式的透明液晶显示设备的结构的图；
图2为示出了根据本发明的第一实施方式的透明液晶显示设备的导光板上的光的全反射的图；
图3为示出了根据本发明的第二实施方式的透明液晶显示设备的结构的截面图；
图4为示出了根据本发明的第三实施方式的透明液晶显示设备的结构的截面图；
图5为示出了根据本发明的第四实施方式的透明液晶显示设备的结构的截面图；
图6为示出了根据本发明的第五实施方式的透明液晶显示设备的结构的截面图；
图7A和图7B分别为示出了根据本发明的第一和第二实施方式的透明液晶显示设备中法线方向上常黑模式中的亮度视角特性的图；
图8A和图8B分别为示出了根据本发明的第一和第三实施方式的透明液晶显示设备中法线方向上常黑模式中的亮度视角特性的图；
图9A和图9B分别为示出了根据本发明的第一和第四实施方式的透明液晶显示设备中法线方向上常黑模式中的亮度视角特性的图；
图10A和图10B分别为示出了根据本发明的第一和第五实施方式的透明液晶显示设备中法线方向上常黑模式中的亮度视角特性的图；以及
图11A至图11D为示出了根据本发明第一至第五实施方式的透明液晶显示设备中、取决于视角方向的亮度的图。
具体实施方式
下面，将参照附图对本发明进行详细描述。
根据本发明，提供了一种透明液晶显示设备。具体地，根据本发明，提供了这样一种透明液晶显示设备，其中设置有补偿膜以增强图像模式下的视角特性。
图1为示出了根据本发明的第一实施方式的透明液晶显示设备的结构的图。
如图1所示，透明液晶显示设备1可以包括：液晶面板16；导光板14，其设置在液晶面板16的下部，用于向液晶面板16导光；光源10，其设置在导光板14的侧面，用于向导光板14发光；第一偏振板12，其设置在光源10和导光板14的侧面之间，用于使从光源发出的光偏振，以进入导光板14；以及第二偏振板30，其设置在液晶面板16的上部，以使透过液晶面板16的光偏振。
光源10设置在导光板14的侧面方向。对于光源10，可以使用诸如冷阴极荧光灯(CCFL)或外部电极荧光灯(EEFL)的荧光灯，或多个发光器件(LED)。在使用LED的情况下，可以使用发射如红色、绿色、蓝色等单色光的LED或发射白光的白LED。
从光源10发出的光可以包括作为可见光的第一偏振光(垂直偏振光)和第二偏振光(水平偏振光)。第一偏振板12可以附接于导光板14的侧面部分。第一偏振板12仅使得来自包括第一偏振光和第二偏振光的光的第一偏振光透过。
如果从光源10发出的光进入第一偏振板12，则光的第二偏振光分量被第一偏振板12吸收，以仅使第一偏振光透过第一偏振板12。导光板14使得穿过第一偏振板12的第一偏振光进入其上部的液晶面板16。
如图2所示，导光板14可以包括第一折射层22和第二折射层24。
第二折射层24被设置为与液晶面板16相邻，并且第一折射层22被设置在第二折射层24的下部。换言之，形成第一折射层22，并接着在其上形成第二折射层24。第一折射层22为具有第一折射率(n1)的材料，并可以由氟化钙(CaF2)或氟化镁(MgF2)等组成。此时，氟化钙(CaF2)的折射率为1.35，氟化镁(MgF2)的折射率为1.38。第二折射层24为具有第二折射率(n2)的介质，并可以高分子物质(如聚合物甲基丙烯酸甲酯(polymer methyl methacrylate)、塑料或玻璃)组成。此时，第二折射率(n2)可以在1.49-1.50范围内。
如上所述，由于第二折射率(n2)大于第一折射率(n1)，进入到导光板14中的第一偏振光在第一折射层22和第二折射层24之间的界面处被全反射，并进入到位于导光板上部的液晶面板16中。全反射是对角度大于临界角的光全部反射，该临界角(θc)可以由arcsin(n2/n1)来确定。因此，第一折射率(n1)比第二折射率(n2)大得越多，临界角(θc)越小，由此第一偏振光被全反射的几率就越大。
另一方面，自然光在下表面进入，即从下方向进入。自然光经过第一折射层22和第二折射层24，并进入液晶面板16。根据本发明的透明液晶显示设备可以借助于该自然光而与显示图像无关地处于透明状态。因此，在显示器前面的用户可以看到导光板下面的对象。
液晶面板16包括液晶层，由此液晶层中的液晶分子可以被驱动以改变第一偏振光的相位。能够通过驱动液晶分子改变的第一偏振光的相位可以在0至90度的范围内。
如上所述，自然光通过导光板14的下表面进入到液晶面板16中。自然光包括第一偏振光和第二偏振光。因此，自然光的第一偏振光和第二偏振光进入到液晶面板16，由此用户可以与驱动液晶(即显示图像)无关地看到导光板14下面的对象。
第二偏振板30具有与第一偏振板12垂直的光轴。因此，通过驱动液晶分子可以根据第一偏振光的相位来控制光的透射量。例如，在第一偏振光的相位为0度的情况下，第二偏振板将不能使第一偏振光透过，但随着第一偏振光的相位的增加，透过第二偏振板的第一偏振光的量将增加。随着第一偏振光的量的增加，可以获得更高的等级。
图3为示出了根据本发明的第二实施方式的透明液晶显示设备的结构的图。在该实施方式中，补偿膜设置在如图1所示的透明液晶显示设备中，在透明液晶显示设备中设置补偿膜的原因如下。
如图1所示，在透明液晶显示设备1中，从导光板14的侧面进入的偏振光在导光板14的下部被全反射，并被提供至液晶面板16。因此，如图2所示，被提供到导光板14的偏振光不在垂直于液晶面板16表面的方向上进入液晶面板16，但以倾斜的方式以预定的角度进入。因此，透明液晶显示设备1的主视角方向不在正面方向上，而是在偏离正面方向预定角度的方向上。结果，在制造透明液晶显示设备1时，图像质量劣化以至于正面方向上的图像颜色发生改变等。
在图3所示的实施方式中，设置补偿膜来在正面方向上补偿所制造的透明液晶显示设备101的主视角方向，由此防止图像质量劣化。
如图3所示，在本实施方式中的透明液晶显示设备101可以包括液晶面板116、在116的下部的补偿膜120和附接于液晶面板116的上部的第二偏振板130。
虽然在附图中没有明确示出，液晶面板116由第一基板和第二基板形成，第一基板和第二基板之间形成有液晶层。第一基板由薄膜晶体管、选通线和数据线图案、以及各种电极形成，并且第二基板由用于实际实现色彩的滤色层和用于防止由于漏光引起的图像质量劣化的黑底形成。
导光板114设置在补偿膜120的下部，光源110设置在导光板114的一侧。从光源110发出的光被设置在导光板114和光源110之间的第一偏振板112偏振，并随后通过补偿膜120，以提供给液晶面板116。此外，在导光板114的后侧的自然光也透过导光板114，以提供给液晶面板116。
第二偏振板130可以包括偏振主体132、以及附接于偏振主体132的两面的第一支撑主体134和第二支撑主体136。偏振主体132是能够将自然光转换为任何偏振光的膜。此时，在入射光被分为以直角彼此交叉的两个偏振分量的情况下，可以使用偏振主体132，该偏振主体132具有这样的功能，即使得一个偏振分量通过而使另一偏振分量在其中被吸收、反射或散射。在偏振主体132中使用的光学膜不受特别的限制，但例如可以使用高分子膜、O型偏振主体、E型偏振主体等，其中在高分子膜中包含有碘或两色染料的聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)基树脂用作主要成分，在O型偏振主体中包含两色材料和液晶化合物的液晶组分在预定方向上排列，在E型偏振主体中溶致液晶在预定方向上排列。
第一支撑主体134和第二支撑主体136被设置为保护偏振主体132，所述第一支撑主体134和第二支撑主体136主要由膜型材料制成。因此，只要可以保护偏振主体132，可以使用任何类型的保护膜。例如，三乙酰纤维素(triacetyl cellulose，TAC)或没有相位差(Rth)的三乙酰纤维素(零延迟TAC)可以用于第一支撑主体134和第二支撑主体136。此时，三乙酰纤维素优选地具有约0-200nm的相位差值。
设置在液晶面板116的下部的补偿膜120是作为单轴补偿膜的正A膜。此时，补偿膜120的水平方向相位差值(Re)为100-150nm。补偿膜120可以主要由环烯烃聚合物膜、聚碳酸酯膜、UV可固化水平或垂直排列液晶膜、聚苯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等组成。
将第二偏振板130的光轴设置为0度角并使液晶面板116的摩擦方向成90度，并且将补偿膜120的光轴设置为0度角。换言之，补偿膜120的光轴平行于第二偏振板130的光轴并垂直于液晶面板116的摩擦方向。
液晶面板116的液晶层中的液晶分子在液晶面板116处于关闭状态时沿着配向膜的摩擦方向设置。因此，也使得液晶分子的光轴成90度。照这样，使液晶面板116的摩擦方向成90度的原因如下。
根据本发明的液晶面板116为面内切换(IPS)模式液晶面板。在这样的IPS模式液晶面板中，形成电场的公共电极和像素电极形成在同一基板上，由此大致平行于基板表面的水平电场施加在液晶层上。
通常，形成IPS模式液晶面板的水平电场的公共电极和像素电极沿着数据线设置，由此使配向膜的摩擦方向成约15-45度的角。但是，根据本发明，IPS模式液晶显示设备的公共电极和像素电极在一个像素内被弯曲预定角度至少一次，并且在数据线方向，即在90度角进行配向膜的摩擦。
公共电极和像素电极的弯曲是为了在一个像素内形成具有不同方向的主视角的多个域，由此增强液晶显示设备的视角特性。公共电极和像素电极形成为与数据线成预定角度，并使得配向膜的摩擦方向在数据线的方向上，由此使公共电极和像素电极的摩擦方向成预定角度，例如，约15-45度的角度。
当然，本发明并不仅限于具有这样的结构的IPS模式液晶显示设备，而还可以应用于FFS模式液晶显示设备，其中摩擦方向形成为90度，电极方向和摩擦方向形成为彼此成预定角度。
照这样，在根据本实施方式的透明液晶显示设备中，补偿膜120设置在液晶面板116的下部，由此透明液晶显示设备的主视角方向可以从相对于液晶面板116表面的法线方向倾斜预定角度的状态改变到与液晶面板116表面垂直的状态，由此增强了视角特性。
图7A和图7B分别为示出了根据本发明的第一实施方式的透明液晶显示设备(即没有设置补偿膜)和本发明的第二实施方式的透明液晶显示设备中的图像模式中、法线方向的常黑模式下的亮度视角特性的图。
此处，液晶层的光轴处于与偏振板的光轴垂直的状态。此时，图7A和图7B示出了根据第一实施方式的透明液晶显示设备的、相对于使用白光时的所有纵向角(或定向角)成0-80度范围内的倾斜角的对比度特性，以及针对根据本发明第二实施方式的、包括光学补偿膜的透明液晶显示设备的对比度特性。在图7A和图7B中，图示了圆的中心表示倾斜角为0度的情况，倾斜角随圆的半径的增加而增加，并且沿着圆周示出的值表示纵向角。
如图7A和图7B所示，在常黑模式下漏光随着亮度的增加而增加。当将根据图7A的第一实施方式的透明液晶显示设备的对比度特性与根据图7B的第二实施方式的透明液晶显示设备的对比度特性相比较时，可以看出，在常黑模式下，与液晶面板的对角线方向对应的45、135、225和315度角处漏光急剧降低。具体地，在45和135度的漏光急剧降低。据此，可以看出，在根据本发明第二实施方式的透明液晶显示设备(设置有补偿膜)的常黑模式下，液晶显示设备的亮度降低，而其对比度增强。
图4为示出了根据本发明第三实施方式的透明液晶显示设备201的截面图。
如图4所示，该实施方式中的透明液晶显示设备201可以包括液晶面板216、设置在216的下部的第一补偿膜220、设置在第一补偿膜220和液晶面板216之间的第二补偿膜222、以及附接在液晶面板216的上部的第二偏振板230。
导光板214设置在第一补偿膜220的下部，光源210设置在导光板214的一侧。从光源210发出的光被设置在导光板214和光源210之间的第一偏振板212偏振，并随后通过第一补偿膜220和第二补偿膜222来提供给液晶面板216。此外，在导光板214的后侧的自然光也透过导光板214来提供给液晶面板216。
第二偏振板230可以包括偏振主体232、以及附接于偏振主体232的两面的第一支撑主体234和第二支撑主体236。在偏振主体232中使用的光学膜不受特别的限制，但例如可以使用高分子膜、O型偏振主体、E型偏振主体等，其中在高分子膜中包含有碘或两色染料的聚乙烯醇(PVA)基树脂被包括作为主要成分，在O型偏振主体中包含两色材料和液晶化合物的液晶组分在预定方向上排列，在E型偏振主体中溶致液晶在预定方向上排列。此外，三乙酰纤维素(TAC)或没有相位差(Rth)的三乙酰纤维素(零延迟TAC)可以用于第一支撑主体234和第二支撑主体236。此时，三乙酰纤维素优选地具有约0-200nm的相位差值。
设置在液晶面板216的下部的第一补偿膜220是作为单轴补偿膜的正A膜。此时，第一补偿膜220的水平方向相位差值(Re)为100-150nm。此时，第一补偿膜220可以主要由环烯烃聚合物膜、聚碳酸酯膜、UV可固化水平或垂直排列液晶膜、聚苯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等组成。
将第二偏振板230的光轴设置为0度角并使液晶面板216的摩擦方向成90度，并且将第一补偿膜220的光轴设置为0度角。换言之，第一补偿膜220的光轴平行于第二偏振板230的光轴并垂直于液晶面板216的摩擦方向。
在本实施方式的透明液晶显示设备和如图3所示的第二实施方式的透明液晶显示设备之间存在结构差异，该差异在于：在本实施方式的透明液晶显示设备中的液晶面板216和第一补偿膜220之间设置有第二补偿膜222。第二补偿膜222由具有约80-200nm的相位差的TAC制成。第二补偿膜222是与第二偏振板230的第一支撑主体234和第二支撑主体236相同的材料形成的保护膜。但是，该膜改变从液晶面板216的下部进入的光的偏振状态，以起到类似于补偿膜的作用，由此它可以被称为第二补偿膜222。
在该实施方式的透明液晶显示设备201中，第一补偿膜220和第二补偿膜222设置在液晶面板216的下部，由此透明液晶显示设备的主视角方向可以从相对于液晶面板216表面的法线方向倾斜预定角度的状态改变到与液晶面板216表面垂直的状态，由此增强了视角特性。
图8A和图8B为示出了根据本发明的第一实施方式的透明液晶显示设备(即没有设置补偿膜)和本发明第三实施方式的透明液晶显示设备的图像模式中、法线方向的常黑模式下的亮度视角特性的图。
如图8A和8B所示，当将根据第一实施方式的透明液晶显示设备的对比度特性与根据第三实施方式的透明液晶显示设备的对比度特性相比较时，可以看出，在常黑模式下，与液晶面板的对角线方向对应的45、135、225和315度角处漏光急剧降低。具体地，在45和135度的漏光急剧降低。据此，可以看出，在根据本发明第三实施方式的透明液晶显示设备(设置有补偿膜)的常黑模式下，液晶显示设备的亮度降低，而其对比度增强。
图5为示出了根据本发明第四实施方式的透明液晶显示设备301的图。
如图5所示，该实施方式中的透明液晶显示设备301可以包括液晶面板316、设置在316的下部的第一补偿膜320、设置在液晶面板316的上部的第二补偿膜326、以及附接在液晶面板316的上部的第二偏振板330。
导光板314设置在第一补偿膜320的下部，光源310设置在导光板314的一侧。从光源310发出的光被设置在导光板314和光源310之间的第一偏振板312偏振，并随后通过第一补偿膜320来提供给液晶面板316。此外，在导光板314的后侧的自然光也透过导光板314来提供给液晶面板316。
第二偏振板330可以包括偏振主体332、以及附接于偏振主体332的两面的第一支撑主体334和第二支撑主体336。在偏振主体332中使用的光学膜并不受特别的限制，但例如可以使用高分子膜、O型偏振主体、E型偏振主体等，其中在高分子膜中包含有碘或两色染料的聚乙烯醇(PVA)基树脂被包括作为主要成分，在O型偏振主体中包含两色材料和液晶化合物的液晶组分在预定方向上排列，在E型偏振主体中溶致液晶在预定方向上排列。此外，三乙酰纤维素(TAC)或没有相位差(Rth)的三乙酰纤维素(零延迟TAC)可以用于第一支撑主体334和第二支撑主体336。此时，三乙酰纤维素优选地具有约0-200nm的相位差值。
设置在液晶面板316的下部和上部的第一补偿膜320和第二补偿膜326是作为单轴补偿膜的正A膜。此时，第一补偿膜320和第二补偿膜326的水平方向相位差值(Re)为100-150nm。此时，第一补偿膜320和第二补偿膜326可以主要由环烯烃聚合物膜、聚碳酸酯膜、UV可固化水平或垂直排列液晶膜、聚苯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等组成。
将第二偏振板330的光轴设置为0度角而使液晶面板316的摩擦方向成90度，并且将第一补偿膜320的光轴设置为0度角而将第二补偿膜326的光轴设置为90度角。换言之，第一补偿膜320的光轴平行于第二偏振板330的光轴并垂直于液晶面板316的摩擦方向，而第二补偿膜326的光轴垂直于第二偏振板330的光轴并平行于液晶面板316的摩擦方向。
在本实施方式的透明液晶显示设备和如图3所示的第二实施方式的透明液晶显示设备之间存在结构上的差异，该差异在于：在本实施方式的透明液晶显示设备中，由正A膜制成的补偿膜326形成在液晶面板316的上部和下部。因此，可以补偿从液晶面板316输出的光的相位差和进入到液晶面板316的光的相位差。
另一方面，在该实施方式中，可以用负C膜来布置第二补偿膜326。负C膜可以主要由环烯烃聚合物膜、聚碳酸酯膜、UV可固化水平或垂直排列液晶膜、聚苯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等组成。此时，负C膜的厚度方向的相位差值(Rth)为80-150nm。
并且，在本实施方式的透明液晶显示设备301中，第一补偿膜320和第二补偿膜326分别布置在液晶面板316的下部或上部，由此透明液晶显示设备的主视角方向可以从相对于液晶面板316表面的法线方向倾斜预定角度的状态改变到与液晶面板316表面垂直的状态，由此增强了视角特性。
图9A和图9B分别为示出了根据本发明的第一实施方式的透明液晶显示设备(即没有设置补偿膜)和第四实施方式的透明液晶显示设备的图像模式中、法线方向的常黑模式下的亮度视角特性的图。
如图9A和图9B所示，当将根据第一实施方式的透明液晶显示设备的对比度特性与根据第四实施方式的透明液晶显示设备的对比度特性相比较时，可以看出，在常黑模式下，与液晶面板的对角线方向对应的45、135、225和315度角处漏光急剧降低。具体地，在45和135度的漏光急剧降低。据此，可以看出，在本发明的透明液晶显示设备(设置有补偿膜)的常黑模式下，液晶显示设备的亮度降低，而其对比度增强。
图6为示出了根据本发明第五实施方式的透明液晶显示设备401的图。
如图6所示，该实施方式中的透明显示设备401可以包括液晶面板416、设置在416的下部的第一补偿膜420、设置在第一补偿膜420和液晶面板416之间的第二补偿膜422、设置在液晶面板416的上部的第三补偿膜426、以及附接在第三补偿膜426的上部的第二偏振板430。
导光板414设置在第一补偿膜420的下部，光源410设置在导光板414的一侧。从光源410发出的光被设置在导光板414和光源410之间的第一偏振板412偏振，并随后通过第一补偿膜420来提供给液晶面板416。此外，在导光板414的后侧的自然光也透过导光板414来提供给液晶面板416。
第二偏振板430可以包括偏振主体432、以及附接于偏振主体432的两面的第一支撑主体434和第二支撑主体436。在偏振主体432中使用的光学膜并不受特别的限制，但例如可以使用高分子膜、O型偏振主体、E型偏振主体等，其中在高分子膜中包含有碘或两色染料的聚乙烯醇(PVA)基树脂被包括作为主要成分，在O型偏振主体中包含两色材料和液晶化合物的液晶组分在预定方向上排列，在E型偏振主体中溶致液晶在预定方向上排列。此外，三乙酰纤维素(TAC)或没有相位差(Rth)的三乙酰纤维素(零延迟TAC)可以用于第一支撑主体434和第二支撑主体436。此时，三乙酰纤维素优选地具有约0-200nm的相位差值。
设置在液晶面板416的下部和上部的第一补偿膜420和第三补偿膜426是正A膜，并且第二补偿膜422是TAC。
此时，第一补偿膜420和第三补偿膜426的水平方向相位差值(Re)为100-150nm。此时，第一补偿膜420和第三补偿膜426可以主要由环烯烃聚合物膜、聚碳酸酯膜、UV可固化水平或垂直排列液晶膜、聚苯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等组成。
将第二偏振板430的光轴设置为0度角而使液晶面板416的摩擦方向成90度，并且将第一补偿膜420的光轴设置为0度角而将第三补偿膜426的光轴设置为90度角。换言之，第一补偿膜420的光轴平行于第二偏振板430的光轴并垂直于液晶面板416的摩擦方向，而第三补偿膜426的光轴垂直于第二偏振板430的光轴并平行于液晶面板416的摩擦方向。
在本实施方式的透明液晶显示设备和如图5所示的第四实施方式的透明液晶显示设备之间存在结构上的差异，该差异在于：由TAC制成的第二补偿膜设置在第一补偿膜420和液晶面板416之间。
另一方面，在该实施方式中，可以用负C膜来布置第三补偿膜426。负C膜可以主要由环烯烃聚合物膜、聚碳酸酯膜、UV可固化水平或垂直排列液晶膜、聚苯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等组成。此时，负C膜的厚度方向的相位差值(Rth)为80-150nm。
在本实施方式的透明液晶显示设备401中，第一补偿膜420和第二补偿膜422布置在液晶面板416的下部，第三补偿膜426布置在液晶面板416的上部，由此透明液晶显示设备的主视角方向可以从相对于液晶面板416表面的法线方向倾斜预定角度的状态改变到与液晶面板416表面垂直的状态，由此增强了视角特性。
图10A和图10B分别为示出了根据本发明的第一实施方式的透明液晶显示设备(即没有设置补偿膜)和本发明的第五实施方式的透明液晶显示设备的图像模式中、法线方向的常黑模式下的亮度视角特性的图。
如图10A和图10B所示，当将根据第一实施方式的透明液晶显示设备的对比度特性与根据第五实施方式的透明液晶显示设备的对比度特性相比较时，可以看出，在常黑模式下，与液晶面板的对角线方向对应的45、135、225和315度角处漏光急剧降低。具体地，在45和135度的漏光急剧降低。据此，可以看出，在本发明的透明液晶显示设备(设置有补偿膜)的常黑模式下，液晶显示设备的亮度降低，而其对比度增强。
如上所述，根据本发明，补偿膜设置在透明液晶显示设备的后表面和前表面，由此增强了透明液晶显示设备的前视角特性。
图11A至图11D为示出了根据本发明第一至第五实施方式的透明液晶显示设备中、取决于视角方向的亮度的图。在此，图11A为示出了在0度定向角的常黑模式下的亮度的图，图11B为示出了在45度定向角的常黑模式下的亮度的图，图11C为示出了在90度定向角的常黑模式下的亮度的图，以及图11D为示出了在135度定向角的常黑模式下的亮度的图。
如图11A至图11D所示，与根据第一实施方式的未设置有补偿膜的透明液晶显示设备相比，根据第二至第五实施方式的设置有补偿膜的透明液晶显示设备中的亮度显著降低。具体地，可以看出，与根据第一实施方式的透明液晶显示设备相比，根据第二至第五实施方式的透明液晶显示设备的亮度在45度和135度定向角的75度视角急剧降低。这意味着，与根据第一实施方式的透明液晶显示设备相比，根据第二至第五实施方式的设置有补偿膜的透明液晶显示设备中的亮度在液晶面板的右上对角线方向和左上对角线方向急剧降低，由此意味着漏光在这些方向急剧降低，因此大大增强了透明液晶显示设备的视角特性。
如上所述，根据本发明，提供了一种透明液晶显示设备，更具体地，提供了一种具有补偿膜以增强视角特性的透明液晶显示设备。
另一方面，在前面的详细描述中，虽然公开了具有特定结构的透明液晶显示设备，但本发明并不限于具有该结构的透明液晶显示设备。本发明的本质涉及其中增强了其视角特性的透明液晶显示设备，为此在透明液晶显示设备中提供了多种补偿膜。因此，本发明还可以适用于具有任何结构的透明液晶显示设备，只要其中设置了补偿膜来增强视角特性。换言之，它可以应用于具有能够以透明方式实现液晶显示设备的所有结构的透明液晶显示设备。
换言之，本领域技术人员可以容易地设计使用本发明的基本概念的液晶显示设备的其它示例或实施方式。

Claims (21)

1.一种透明液晶显示设备，该透明液晶显示设备包括：
液晶面板；
光源，其设置在所述液晶面板的下部的一侧，用于发光；
第一偏振板，其用于使从所述光源发出的光偏振；
导光板，其设置在所述液晶面板的下部，用于将由所述第一偏振板沿轴向偏振至所述导光板的侧面的光进行全反射以将光提供给所述液晶面板，并使从下方向进入的自然光从中透射通过；
第二偏振板，其设置在所述液晶面板的上部，用于控制透射过所述液晶面板的偏振光的量；以及
第一正A膜，其设置在所述液晶面板的下部，用于改变通过所述导光板提供给所述液晶面板的光的偏振状态，所述第一正A膜的水平方向相位差值约为100-150nm。
2.根据权利要求1所述的透明液晶显示设备，其中所述光源包括阴极射线荧光灯或外部电极荧光灯。
3.根据权利要求1所述的透明液晶显示设备，其中所述光源包括发光器件LED。
4.根据权利要求1所述的透明液晶显示设备，其中所述第一偏振板和第二偏振板的光轴彼此垂直。
5.根据权利要求1所述的透明液晶显示设备，其中所述导光板包括：
具有第一折射率的第一折射层；以及
设置在所述第一折射层上的第二折射层，该第二折射层具有高于所述第一折射率的第二折射率。
6.根据权利要求1所述的透明液晶显示设备，其中所述第二偏振板包括：
偏振主体；以及
分别附接于所述偏振主体的上表面和下表面的第一支撑主体和第二支撑主体。
7.根据权利要求6所述的透明液晶显示设备，其中所述第一支撑主体和第二支撑主体由三乙酰纤维素或没有相位差的三乙酰纤维素构成。
8.根据权利要求7所述的透明液晶显示设备，其中所述三乙酰纤维素的相位差值约为0-200nm。
9.根据权利要求6所述的透明液晶显示设备，其中所述偏振主体由聚乙烯醇基树脂构成。
10.根据权利要求1所述的透明液晶显示设备，其中所述第一正A膜由选自如下的组的材料构成，该组由环烯烃聚合物膜、聚碳酸酯膜、UV可固化水平或垂直排列液晶膜、聚苯乙烯树脂、和聚对苯二甲酸乙二醇酯所组成。
11.根据权利要求1所述的透明液晶显示设备，其中所述第一正A膜的光轴平行于所述第二偏振板的光轴。
12.根据权利要求1所述的透明液晶显示设备，其中所述液晶面板的摩擦方向垂直于所述第二偏振板的光轴。
13.根据权利要求1所述的透明液晶显示设备，其中所述液晶面板包括面内切换模式液晶面板和边缘场切换模式液晶面板。
14.根据权利要求1所述的透明液晶显示设备，该透明液晶显示设备还包括：
设置在所述第一正A膜和所述液晶面板之间的具有约80-200nm的相位差值的三乙酰纤维素。
15.根据权利要求1所述的透明液晶显示设备，该透明液晶显示设备还包括：
第二正A膜，其具有约100-150nm的水平方向相位差值并设置在所述液晶面板和所述第二偏振板之间，以改变从所述液晶面板输出的光的偏振状态。
16.根据权利要求15所述的透明液晶显示设备，其中所述第二正A膜的光轴垂直于所述第二偏振板的光轴。
17.根据权利要求15所述的透明液晶显示设备，其中所述第二正A膜由选自如下的组的材料构成，该组由环烯烃聚合物膜、聚碳酸酯膜、UV可固化水平或垂直排列液晶膜、聚苯乙烯树脂、和聚对苯二甲酸乙二醇酯所组成。
18.根据权利要求1所述的透明液晶显示设备，该透明液晶显示设备还包括：
第二正A膜，其具有约100-150nm的水平方向相位差值并设置在所述液晶面板和所述第二偏振板之间，以改变从所述液晶面板输出的光的偏振状态，以及
三乙酰纤维素，其具有约80-200nm的相位差值并设置在所述第二正A膜和所述第二偏振板之间。
19.根据权利要求1所述的透明液晶显示设备，该透明液晶显示设备还包括：
负C膜，其具有约80-150nm的厚度方向相位差值并设置在所述液晶面板和所述第二偏振板之间，以改变从所述液晶面板输出的光的偏振状态。
20.根据权利要求19所述的透明液晶显示设备，其中所述负C膜由选自如下的组的材料构成，该组由环烯烃聚合物膜、聚碳酸酯膜、UV可固化水平或垂直排列液晶膜、聚苯乙烯树脂、和聚对苯二甲酸乙二醇酯所组成。
21.根据权利要求1所述的透明液晶显示设备，该透明液晶显示设备还包括：
负C膜，其具有约80-150nm的厚度方向相位差值并设置在所述液晶面板和所述第二偏振板之间，以改变从所述液晶面板输出的光的偏振状态，以及
三乙酰纤维素，其具有约80-200nm的相位差值并设置在所述负C膜和所述第二偏振板之间。
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