TW200405092A - Liquid crystal display device - Google Patents

Description

200405092 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明乃關於用於手錶、音響、電子機器等之液晶顯 示裝置’乃關於可提升液晶顯示裝置的亮度之構成。詳細 來說’乃關於可利用爲使用環境的光線之外部光線之反射 型顯示、及利用背光等照明光之穿透型顯示兩者的顯示之 液晶顯示裝置。 【先前技術】 用於液晶顯不裝置的液晶面板（Liquid Crystal Display，以下亦稱爲LCD )，一般採用扭轉向列型（ Twisted Nematic，以下亦稱爲TN )或是超扭轉向列型（ Super Twisted Nematic，以下亦稱爲STN)的液晶，其主 要構成爲包夾具有扭轉配向的液晶分子之液晶層，並互爲 對向的2枚基板。而於液晶面板的前面側及背面側上各設 置偏光板。於如此構成的液晶顯示裝置中，因電場或電流 或溫度上升而產生液晶分子的配列狀態或是相變化，而於 液晶狀態中之光的干涉、散射、繞射、旋光、選擇散射、 吸收等光學性質產生變化，以此來做爲顯示的動作原理。 並藉由在用於形成像素於各個基板上所設置的電極之間， 施加電壓來控制液晶層，而實現顯示。 此外，因爲液晶面板爲非發光性，因此一般而言乃採 用反射板及背光。於液晶顯示裝置中，可進行利用自然光 線或是室內光線等外部光線之反射型顯示、及利用來自背 -4- (2) 200405092 光的照明光之穿透型顯示兩者的顯示模式，使可以在明亮 的場所及昏暗的場所中均能觀察其顯示。做爲如此的液晶 顯示裝置之構成，一般所知的構成爲於液晶面板的背面， 具備具有可讓一部分的入射光線穿透並反射其他光線之功 能之半穿透反射板、及爲照明來源之背光，此稱爲半穿透 型顯示裝置。

基於第1 〇圖來說明以往的半穿透型顯示裝置。於液 晶面板1的兩側上，設置上方偏光板2及下方偏光板3， 並於下方偏光板的背面，隔著半穿透反射板3 0來設置做 爲照明裝置之背光5。如圖所示般，背光5具備導光板7 、及設置於導光板7的側面之光源6、及擴散板及反射層 20 °

於如此構成的液晶顯示裝置中，於利用外部光線來顯 示液晶面板1的情況下，入射於上方偏光板2的入射光， 通過液晶面板1及下方偏光板3，而當中的一部分的光線 於半穿透反射板3 0反射。於半穿透反射板3 0所反射的光 線再次經由下方偏光板3、液晶面板1、上方偏光板2， 到達觀察者處。藉此，觀察者可看到顯示於液晶面板1的 資訊。接下來，說明利用背光來顯示液晶面板1的情況。 背光5所照射的照明光線的一部分通過半穿透反射板3 0 。此通過的光線又穿透偏光板3，從偏光板3的背面入射 於液晶面板1，並射出於顯示面板的前方。所射出的光線 通過上方偏光板2，到達觀察者處。藉此，觀察者可看到 顯示於液晶面板1的資訊。

-5 - (3) (3)200405092 【發明內容】 然而，用於以往的半穿透型液晶顯示裝置之半穿透反 射板，若是提高反射的比率則會使穿透的比率降低，相反 的，若是提高穿透的比率則會使反射的比率降低。因此， 一旦提高反射的比率，則雖然在利用外部光線之際較爲明 亮，但是利用背光之際則會變暗。相反的，一旦提局穿透 的比率，則雖然在利用背光之際較爲明亮，但是利用外部 光線之際則會變暗。如此，於採用半穿透反射板之液晶顯 示裝置中，對於外部光線及背光兩者，存在著兩者無法同 時變亮的課題。此外，因爲於採用半穿透反射板，並於背 光的背面採用反射板，使得元件變厚，並導致成本的上升 。因此，藉由本發明，可以以小型的構成，來提升來自光 源的光線使用效率，並實現可達到明亮顯示的構成。 爲了解決上述課題，本發明乃於液晶面板的背面依序 設置下方偏光板、及照明裝置、及反射特定方向的偏光成 分，且讓其餘偏光成分穿透之反射偏光片，並使下方偏光 板的穿透軸及反射偏光片的反射軸的方向一致而構成。藉 此，可採用比以往更少的零件構成而確保同等的亮度。 此外，於包夾照明裝置的導光板並配置了 2個液晶面 板之液晶顯示裝置中，具備設置於第一液晶面板及導光板 之間的第一下方偏光板，及設置於第二液晶面板及導光板 之間的第二下方偏光板，及設置於導光板及第二下方偏光 板之間的反射偏光片。 乃設置於，並設置於，並設置於而構成。藉此，可提 -6 - 813 (4) (4)200405092 升照明裝置的光的利用效率。再者，不僅調整第一下方偏 光板的穿透軸及反射偏光片的反射軸於同一方向，還調整 第二下方偏光板的穿透軸對反射偏光片的反射軸的角度爲 0 ( 0爲90度以外的角度）來設定。因此，可藉由調整 角度來自由設定第二液晶面板的反射·穿透比率。 再者，於反射偏光片及第二下方偏光板之間設置第二 反射偏光片。 再者，於第一下方偏光板及照明裝置之間設置第三反 射偏光片。 【實施方式】 本發明之液晶顯示裝置具備，液晶被包夾並支撐於互 相對向的基板之液晶面板；及設置於液晶面板的背面之下 方偏光板；及設置於下方偏光板的背面之照明裝置；及設 置於照明裝置的背面側之反射偏光片，而下方偏光板的穿 透軸及上述反射偏光片的反射軸爲同一方向。在此’所謂 的反射偏光片，具有反射特定方向的偏光成分’且讓其餘 偏光成分穿透的功能。此外，照明裝置不僅對液晶面板照 射照明光，還於其上下方向上具有讓光穿透的功能。 此外，依據本發明之在兩側具有液晶面板之液晶顯不 裝置具備，用於照明第一及第二液晶面板所設置之照明裝 置；及設置於第一液晶面板及照明裝置之間之第一下方偏 光板；及設置於第二液晶面板及照明裝置之間之第二下方 偏光板；及設置於照明裝置及第二下方偏光板之間之反射 (5) (5)200405092 偏光片。在此，所謂的反射偏光片，具有反射特定方向的 偏光成分，且讓其餘偏光成分穿透的功能。此外，照明裝 置不僅對液晶面板照射照明光，還於其上下方向上具有讓 光穿透的功能。再者，不僅調整第一下方偏光板的穿透軸 及反射偏光片的反射軸爲同一方向之外，還設定第二下方 偏光板的穿透軸對反射偏光片的反射軸的角度爲90度以 外的角度。藉由如此的構成，可因應第二下方偏光板的穿 透軸與反射偏光片的反射軸所形成的角度，來調整顯示第 二液晶面板的亮度。 此外，於反射偏光片及第二下方偏光板之間設置第二 反射偏光片，並設定第二反射偏光片的反射軸與第二下方 偏光板的穿透軸正交。藉此，於反射偏光片及第二反射偏 光片之間產生多重反射，因而可更有效率的利用來自照明 裝置的照明光於液晶面板上。 此外，於第一下方偏光板及照明裝置之間設置第三反 射偏光片，並設定第三反射偏光片的的反射軸與上述反射 偏光片的反射軸正交。藉此，於反射偏光片及第二反射偏 光片之間及反射偏光片及第三反射偏光片之間產生多重反 射，因而可更有效率的利用來自照明裝置的照明光、及從 外部穿透上方偏光板所入射之光線於液晶面板上。 關於照明裝置，只要是來自光源的光線往兩面射出， 且光線穿透較厚的方向者即可。具體而言，例如有採用導 光板的側光方式之背光，或是透明無機電致發光（ Electroluminescence，以下亦稱爲 EL)，或是透明有機 (6) (6)200405092 EL，或是平面放電管等等。之後所敘述之各個實施例， 乃以採用導光板的側光方式之背光照明裝置，來做爲照明 裝置的情況之例子而說明。 一般而言，反射偏光片乃以’層疊折射率互爲不同之 2種類的延伸多層膜者，或是於膜厚方向上以螺旋狀來配 向並固定圓偏光板及高分子液晶者來組合而成。並可採用 任一種反射偏光片。於以下的各個實施例中，以採用延伸 多層膜的薄膜之情況來說明。 【實施例】 以下基於圖面來詳細說明本發明的實施例。 (實施例1 ) 第1圖及第2圖係模式性的顯示本發明的液晶顯示裝 置的剖面構造。其中，第1圖顯示利用外部光源的狀態， 第2圖顯示利用依據背光之照明光的狀態。 如圖所示般，於液晶面板1的上方設置上方偏光板2 ’於下方設置下方偏光板3。於下方偏光板3的背面設置 構成背光5的導光板7。於導光板7的背面側設置反射偏 光片4。於圖中爲了使本發明的特徵變得容易了解，乃將 偏光板及反射偏光片等光學元件與其他構成要素分離來表 現’但是可藉由黏著材料來與液晶面板等其他構成要素來 黏合。 接下來針對各個構成要素來說明。液晶面板1具有將 -9 - (7) 200405092

液晶包夾並支撐於玻璃基板或是塑膠基板等之透明基板的 構造。於透明基板上設置顯示用電極’並藉由施加電壓於 液晶層上，來控制液晶分子的配列而進行顯示。偏光板具 備吸收特定的直線偏光成分，且讓其餘偏光成分穿透的功 能。背光5具備導光板7及配置於導光板的側面之光源6 。導光板7具備照射從側面方向入射的光源的光線於液晶 面板1之功能，此外，亦具備讓光穿透其厚度方向（上下 方向）的功能。此外，反射偏光片4具備反射特定的直線 偏光成分，且讓其餘偏光成分穿透的功能。然後，設定反 射偏光片4所反射的光線的偏光方向（反射軸）與下方偏 光板3的吸收軸正交，使穿透下方偏光板3的光線能夠於 反射偏光片4進行有效率的反射。在此，所謂的偏光板的 吸收軸，爲表示偏光板所吸收的光線的偏光方向，並以與 該吸收軸正交的方向做爲穿透軸而顯現。亦即，設定反射 偏光片4的反射軸與下方偏光板3的穿透軸一致。再者， 在觀測反射顯示的情況下，爲了防止鏡面反射，可於反射 偏光片4及上方偏光板2之間的任何一處設置光散射層以 有效的防止。 接下來說明具有如此構成的液晶顯示裝置的動作原理 於反射顯示的情況下，光線從觀測者側入射於顯示元 件。此時，因爲光線通過上方偏光板2，因此上方偏光板 的吸收軸方向的直線偏光被吸收，其餘穿透成分則入射於 顯示面板。入射光於液晶層的非點亮區域（Off Area )中 -10- (8) 200405092

，因應液晶分子的扭轉角度而使偏光方向被轉換，並從液 晶面板1射出，然後於下方偏光板3中，與下方偏光板的 吸收軸一致的偏光成分被吸收’其餘成分則穿透下方偏光 板3。在此，若是預先設定上方偏光板2的吸收軸及下方 偏光板3的吸收軸略爲正交的話’則可於非點亮區域達到 明売顯不，於點売區域（〇n Area)達到昏日首顯不’若是 預先設定上方偏光板2的吸收軸及下方偏光板3的吸收軸 略爲平行的話，則可於非點亮區域達到昏暗顯示，於點亮 區域達到明亮顯示。

如此，通過下方偏光板3的光線，通過導光板7並到 達反射偏光片4。如上所述，因爲設定下方偏光板3的穿 透軸與反射偏光片4的反射軸一致，因此，穿透下方偏光 板3的光線能夠於反射偏光片4進行有效率的反射。此反 射光以遵循與目前所說明的路徑相反的路徑，亦即反射光 穿透導光板7、下方偏光板3、液晶面板1、上方偏光板2 ，而到達觀測者8側。 接下來說明穿透顯示的情況，亦即，依據來自背面側 (背光5 )的照明光之顯示的情況。首先說明從導光板7 往液晶面板射出之照射光。於此時的照明光中，包含各種 偏光方向的光線，在這些光線當中，下方偏光板3的吸收 軸方向的偏光成分被下方偏光板3吸收，其餘成分則穿透 下方偏光板3。此穿透成分經由液晶層而使偏光方向被轉 換，並從液晶面板1射出。於射出的光線當中，與上方偏 光板2的吸收軸相同方向的偏光成分被吸收，其餘成分則 -11 - (9) 200405092 到達觀測者8。在此，因爲調整所射出的光線的偏光方向 與上方偏光板2的穿透軸爲一致，因此觀測者8可觀測此 射出光線。

接下來，說明從導光板7往與液晶面板相反側之反射 偏光片側射出之照射光。於此時的照明光中，亦包含各種 偏光方向的光線，在這些光線當中，藉由反射偏光片4來 反射反射偏光片的反射軸方向的偏光成分，並經由導光板 7朝下方偏光板3行進，其餘成分則穿透反射偏光片4。 因爲反射偏光片4的反射軸與下方偏光板3的穿透軸一致 ，因此，如上述說明般，於反射偏光片4所反射的成分可 到達觀測者8。如以往般，在配置反射板於導光板7的下 方的構成當中，因爲於反射板反射的光線並不會如本發明 所述般穿透內側，且其穿透成分爲無法穿透下方偏光板3 的成分，因此兩者均無法到達觀測者，相對的，若採用本 發明的構成，則不會使光線的利用效率惡化。如此，即使 不配置反射板於導光板的下方，只要採用反射偏光片的話 ，即可以有效利用照明光。此外，並不需要於下方偏光板 及導光板之間設置半穿透反射板。 (實施例2 ) 於本實施例中，除了上述實施例1的構成之外，還於 反射偏光片的背面設置第二反射偏光片而構成。並設定第 二反射偏光片的反射軸與反射偏光片的反射軸正交。在此 省略與實施例1重複部分的說明。 -12- (10) 200405092 (實施例3 ) 於本實施例中，除了上述實施例2的構成之外’還於 導光板及下方偏光板之間設置第三反射偏光片而構成。並 設定第.二反射偏光片的反射軸與反射偏光片的反射軸正交 。在此省略與上述實施例重複部分的說明。 (實施例4 )

本實施例乃應用實施例1的構成於兩面面板的例子。 亦即，於反射偏光片的背面再設置1個顯示面板之兩面面 板的構造之實施例。參照第3圖及第4圖來詳細說明本發 明的構成。而關於與實施例1重複部分的說明亦有所省略

如圖所示般，於構成背光的導光板7的兩側上設置2 個液晶面板。於液晶面板1及導光板7之間設置下方偏光 板3，於液晶面板1的上方（觀測者8側）設置上方偏光 板2。此外，於第二液晶面板1 1及導光板7之間設置第 二下方偏光板1 3，於第二液晶面板1 1的觀測者1 8側設 置第二上方偏光板1 2。於導光板7及第二下方偏光板1 3 之間設置反射偏光片4。在此，設定反射偏光片4所反射 的光線的偏光方向（反射軸）與下方偏光板3的吸收軸正 交，使穿透下方偏光板3的光線能夠於反射偏光片4進行 有效率的反射。亦即，設定反射偏光片4的反射軸與下方 偏光板3的穿透軸一致。再者，還設定第二下方偏光板 1 3的穿透軸對反射偏光片4的反射軸的角度爲（9 ( 0爲 -13- (11) 200405092 90度以外的角度）。0可以爲正値側或是負値側。此外 ，最好設定從第二液晶面板1 1往第二下方偏光板射出的 光線的偏光方向，與第二下方偏光板1 3的穿透軸一致。 接下來簡單說明具有如此構成的液晶顯示裝置的動作 原理。

首先採用第3圖及第4圖來說明觀察液晶面板1的情 況。此情況與實施例1的情況相同。亦即，如第3圖所示 ，以反射顯示來觀察液晶面板1的情況下，從觀測者8入 射於顯示元件的外部光線通過上方偏光板2之際，上方偏 光板2的吸收軸方向的直線偏光被吸收，其餘穿透成分則 入射於液晶面板1。入射光因應液晶分子的扭轉角度而使 偏光方向被轉換，並從液晶面板1射出。於這些射出光當 中，與下方偏光板的吸收軸一致的偏光成分於下方偏光板 3當中被吸收，其餘成分則穿透第一下方偏光板3。在此 ，通過第一下方偏光板3的光線，通過導光板7並到達反 射偏光片4。在此，因爲設定第一下方偏光板3的穿透軸 與反射偏光片4的反射軸一致，因此，穿透第一下方偏光 板3的成分（光線）能夠維持偏光方向，於反射偏光片4 被有效率的反射。在此的反射爲全反射。此反射光遵循與 上述路徑相反的路徑，亦即反射光通過導光板7、下方偏 光板3、液晶面板1、上方偏光板2，而到達觀測者8側 。接下來基於第4圖，說明以穿透顯示來觀察液晶面板1 的情況。從導光板7往液晶面板1射出之照射光9，於下 方偏光板3的吸收軸方向的偏光成分被下方偏光板3吸收 -14- (12) 200405092

，其餘成分則穿透下方偏光板3。另一方面，從導光板7 往反射偏光片側射出之照射光1 〇，藉由反射偏光片4 ’於 維持偏光方向的狀態下來反射反射偏光片的反射軸方向的 偏光成分，其餘成分則穿透反射偏光片4。於反射偏光片 4所反射的光線，通過導光板7往下方偏光板3行進。因 爲反射偏光片4的反射軸與下方偏光板3的穿透軸設定爲 平行，因此，於反射偏光片4所反射的照射光直接通過下 方偏光板3。如此，來自背光的照明光9、1 0 ’在通過下 方偏光板3之後均爲相同方向的偏光成分。而穿透下方偏 光板3的光線，經由液晶層而使偏光方向被轉換’並從液 晶面板1射出。於射出的光線當中，與上方偏光板2的吸 收軸相同方向的偏光成分被吸收，其餘成分則到達觀測者 。在此，因爲所射出的光線的偏光方向與上方偏光板2的 穿透軸一致，因此觀測者8可觀測此射出光線。

接下來說明觀察第二液晶面板〗1的情況。首先參照 第3圖，以反射顯示來觀察第二液晶面板1 1的情況。 從觀測者1 8入射於顯示元件的外部光線通過第二上 方偏光板1 2之際，第二上方偏光板1 2的吸收軸方向的直 線偏光被吸收，其餘穿透成分則入射於第二液晶面板11 。入射光因應液晶分子的扭轉角度而使偏光方向被轉換’ 並從第二液晶面板1 1射出，而與第二下方偏光板的吸收 軸一致的偏光成分於第二下方偏光板1 3當中被吸收’其 餘成分則穿透第一下方偏光板3。然後，通過第二下方偏 光板1 3的光線到達反射偏光片4。在此，因爲設定第二 -15- (13) 200405092

下方偏光板1 3的穿透軸與反射偏光片4的反射軸之間的 角度爲角度0。因此，於穿透第二下方偏光板13的偏光 成分當中，反射軸方向的偏光成分於反射偏光片4被反射 ，並再次通過第二下方偏光板1 3，往入射的路徑返回， 從第二上方偏光板1 2射出，而到達觀測者1 8側。另一方 面，非反射軸方向的偏光成分，亦即反射偏光片4的穿透 軸方向成分，則通過反射偏光片4。然後經由導光板7到 達下方偏光板3。因爲到達的光線（反射偏光片4的穿透 軸方向成分）與下方偏光板3的吸收軸方向爲相同的偏光 方向，因此於下方偏光板3被吸收。

在此，於0 = 〇之際，亦即第二下方偏光板1 3的穿 透軸與反射偏光片4的反射軸爲一致之際，穿透第二下方 偏光板1 3的成分（光線）維持偏光方向，於反射偏光片 4被反射。然後，所反射的光線再次通過第二下方偏光板 1 3、第二液晶面板1 1、第二上方偏光板1 2，而到達觀測 者1 8側。因此，於Θ = 0之際，第二顯示元件爲反射顯 示，並如之後所述般，來自導光板側的照明光並不會到達 觀測者1 8側。隨著角度Θ增大（0 < 9(^ )，從第二液晶 面板1 1側穿透反射偏光片4的比率上升，反射的比率下 降。 此外，於0二90之際，亦即第二下方偏光板1 3的穿 透軸與反射偏光片4的反射軸正交之際，穿透第二下方偏 光板1 3的成分（光線）穿透反射偏光片4，並於下方偏 光板3被吸收，而不會到達觀測者1 8側。亦即，觀測者 -16- (14) 200405092 無法觀察第二液晶面板11的顯示。

如此，第二液晶面板的反射率（通過第二下方偏光板 1 3的光線於反射偏光片4被反射的比率），若以反射偏 光片4的反射軸與第二下方偏光板1 3的穿透軸所形成的 角度爲0的話，則以（sin 0 ) 2來表示。亦即，可藉由改 變角度，來自由設定第二液晶面板1 1的反射•穿透比率 。於增大反射比率的情況下，只要使角度接近即可， 於增大穿透比率的情況下，只要使角度接近9(^即可。

接下來基於第4圖，說明以穿透顯示來觀察第二液晶 面板1 1的情況。從導光板7往第二液晶面板側射出之照 射光1 0，藉由反射偏光片4，來反射反射偏光片的反射軸 方向的偏光成分，其餘成分則穿透反射偏光片4。穿透反 射偏光片4的光線到達第二下方偏光板1 3。於穿透反射 偏光片4的光線的成分當中，第二下方偏光板1 3的穿透 軸方向的成分，通過第二下方偏光板1 3、第二液晶面板 1 1、第二上方偏光板1 2，而到達觀測者1 8側。另一方面 ，於穿透反射偏光片4的光線的成分當中的其餘成分’亦 即第二下方偏光板1 3的吸收軸方向的成分，則於下方偏 光板被吸收，因而幾乎不會到達觀測者1 8側。此時’設 定第二下方偏光板1 3的穿透軸與反射偏光片4的反射軸 之間的角度爲角度0。因此，到達觀測者1 8的光量乃因 應角度<9而產生變化。例如，於0二90之際’亦即第二 下方偏光板1 3的穿透軸與反射偏光片4的反射軸正交之 際，從光源側穿透反射偏光片4的光線，乃維持相同狀態 -17- (15) 200405092 而穿透第二下方偏光板’而使到達觀測者1 8的光量爲最 大。另一方面’於Θ = 0之際，亦即第二下方偏光板13 的穿透軸與反射偏光片4的反射軸爲一致之際，從光源側 穿透反射偏光片4的光線，於第二下方偏光板被吸收，而 使到達觀測者1 8的光量爲最小。 (實施例5 )

於本實施例中，除了上述實施例4的構成之外，還於 反射偏光片4及第二下方偏光板1 3之間設置第二反射偏 光片而構成。在此參照第5圖及第6圖來詳細說明本實施 例。而關於與實施例4重複部分的說明亦有所省略。

於本實施例中，設置於反射偏光片4及第二下方偏光 板1 3之間的第二反射偏光片1 4的反射軸，與第二下方偏 光板1 3的穿透軸正交。亦即，根據本實施例的構成，分 別設定反射偏光片4的反射軸與下方偏光板3的穿透軸一 致，第二下方偏光板1 3的穿透軸與反射偏光片的反射軸 呈角度0 而交叉，第二反射偏光片14的反射 軸與第二下方偏光板13的穿透軸正交。在此採用第5圖 及第6圖來說明觀察具備如此構成的顯示裝置的情況。而 以反射來觀測液晶面板1及第二液晶面板1 1的情況，與 上述實施例4的情況相同，因此省略其詳細說明。 接下來說明以穿透來觀察液晶面板的情況。於以穿透 來觀察液晶面板1的情況下，如第6圖所示，因爲從導光 板7往液晶面板丨射出之照射光9與實施例4的情況相同 -18- (16) 200405092

，因此僅說明從導光板7往液晶面板1相反方向之反射偏 光片側射出之照射光1 0。於照射光1 0當中’反射偏光片 4的反射軸方向的成分於反射偏光片4被反射’並通過導 光板7往第1液晶面板1行進。另一方面’反射偏光片4 的反射軸方向以外的成分，則通過反射偏光片4 °於穿透 反射偏光片4的光線當中，第二反射偏光片1 4的反射軸 方向以外的成分亦通過第二反射偏光片1 4 ’而第二反射 偏光片1 4的反射軸方向的成分則被反射’並再次到達反 射偏光片4。而關於再次到達反射偏光片4的光線’同樣 的，反射偏光片的反射軸方向的成分被反射’而其餘成分 則穿透。如此，穿透反射偏光片4的光線’於反射偏光片 4及第二反射偏光片14之間重複多重反射。而重複多重 反射當中，一部分光線從反射偏光片4往液晶面板1方向 射出，一部分光線則從第二反射偏光片1 4往第一液晶面 板1 1方向射出。因此，穿透反射偏光片4的大部分照明 光，可從任一個反射偏光片來射出。然而，於上述各個光 學元件的設定中，穿透反射偏光片4的光線於下方偏光板 3被吸收。另一方面’穿透第二反射偏光片1 4的光線則 到達第二下方偏光板1 3。因爲從第二反射偏光片1 4射出 的光線爲第二下方偏光板1 3的穿透軸方向的光線成分’ 因此光線通過第二下方偏光板1 3，然後再通過第二液晶 面板1 1、第二上方偏光板1 2，而到達觀測者。如此，於 反射偏光片4及第二反射偏光片1 4之間重複多重反射’ 而提升從第二反射偏光片1 4射出的光線成份的照明光的 -19* (17) 200405092 利用效率，因而提升第二液晶面板的亮度。 (實施例6 ) 於本實施例中，除了上述實施例5的構成之外，還於 導光板7及下方偏光板3之間設置第三反射偏光片而構成 。在此參照第7圖及第8圖來詳細說明本實施例。而關於 與上述實施例4及實施例5重複部分的說明亦有所省略。

於本實施例中，設置於導光板7及下方偏光板3之間 的第三反射偏光片1 5的反射軸，與反射偏光片4的反射 軸正交。亦即，第三反射偏光片15的反射軸方向與下方 偏光板3的吸收軸方向一致。亦即，於本實施例的構成中 ，分別設定反射偏光片4的反射軸與下方偏光板3的穿透 軸一致，第二下方偏光板1 3的穿透軸與反射偏光片的反 射軸呈角度0 ( 0 # 90G)而交叉，第二反射偏光片14的 反射軸與第二下方偏光板1 3的穿透軸正交，第三反射偏 光片1 5的反射軸與反射偏光片4的反射軸正交。在此採 用第7圖及第8圖來說明觀察具備如此構成的顯示裝置的 情況。 在以反射來觀測液晶面板1的情況下，因爲下方偏光 板3的吸收軸方向與第三反射偏光片1 5的反射軸方向一 致，因此穿透下方偏光板3的光線不會於第三反射偏光片 1 5反射，而通過導光板7，並與實施例4相同，於反射偏 光片4被反射。如此，實際上與實施例4相同，因此省略 其說明。 -20- (18) 200405092

以反射來觀察第二液晶面板11的情況下’從觀測者 1 8入射於顯示元件的外部光線通過第二上方偏光板1 2之 際，第二上方偏光板1 2的吸收軸方向的直線偏光被吸收 ，其餘成分則入射於第二液晶面板11。入射光因應液晶 分子的扭轉角度而使偏光方向被轉換’並從第二液晶面板 1 1射出。而與第二下方偏光板的吸收軸一致的偏光成分 於第二下方偏光板1 3當中被吸收，其餘成分則穿透。一 般而言，使第二液晶面板1 1所射出的光線的直線偏光方 向與第二下方偏光板的穿透軸的方向一致。在此，因爲第 二下方偏光板1 3的穿透軸與第二反射偏光片1 4的反射軸 正交，因此，穿透第二下方偏光板1 3的光線，並未於第 二反射偏光片1 4被反射’而直接穿透而到達反射偏光片 4。在此，設定反射偏光片4的反射軸與第二下方偏光板 1 3的穿透軸之間的角度爲角度Θ 。因此’於穿透第二下 方偏光板1 3 ·第二反射偏光片1 4的偏光成分當中’反射 偏光片4的反射軸方向的成分於反射偏光片4被反射’並 再次通過第二反射偏光片14·穿透第二下方偏光板13 ’ 並返回入射的路徑，從第二上方偏光板1 2射出’而到達 觀測者1 8。另一方面，反射偏光片4的反射軸方向以外 的成分，亦即反射偏光片4的穿透軸方向成分’則通過反 射偏光片4，並穿越導光板7到達第三反射偏光片。因爲 反射偏光片4與第三反射偏光片15的反射軸方向正父’ 穿透反射偏光片4的光線於第三反射偏光片1 5反射，並 再次朝向反射偏光片4。如此’於穿透第二下方偏光板1 3 -21 - (19) 200405092

•第二反射偏光片1 4的光線當中穿透反射偏光片4的成 分，於第三反射偏光片1 5及反射偏光片4之間重複多重 反射。於重複多重反射當中，於導光板及各個構成材料的 界面之穿透或是反射之際，偏光軸產生變化’並從下方偏 光板3側及第一反射偏光片1 4側射出。在追當中’因爲 從下方偏光板3側射出的光線，其偏光方向與下方偏光板 3的穿透軸相同，因此從下方偏光板3側射出的光線通過 下方偏光板3從液晶面板1射出，並到達觀測者8。另一 方面，於第二反射偏光片1 4及反射偏光片4之間產生多 重反射。於重複多重反射當中，從第三反射偏光片1 5側 及第二下方偏光板1 3側射出。因爲從第二下方偏光板1 3 側射出的光線其偏光方向相同，因而到達觀測者。而從第 三反射偏光片1 5側射出的光線，於反射偏光片4及第三 反射偏光片1 5之間重複多重反射。其結果爲，於第三反 射偏光片1 5及反射偏光片4之間，及反射偏光片4及第 二反射偏光片1 4之間重複多重反射，並到達液晶面板1 及第二液晶面板1 1，因此觀測者可容易觀測到。如此， 穿透上方偏光板而入射於液晶面板側的光線，幾乎不會被 各個構成要素吸收，而到達觀測者。因此可提升光線的利 用效率。 接下來說明以穿透來觀察液晶面板1及第二液晶面板 1 1的情況。 如8圖所示，從觀測者8側的導光板射出之照射光9 當中，第三反射偏光片1 5的反射軸方向以外的成分穿透 -22- (20) 200405092

第三反射偏光片1 5，並通過下方偏光板3、液晶面板1、 上方偏光板2，而到達觀測者8側。而其餘成分’亦即照 射光9當中之第三反射偏光片15的反射軸方向的成分， 於第三反射偏光片1 5被反射，並通過導光板7到達反射 偏光片4。在到達的光線當中於反射偏光片4再次反射的 成分，於第三反射偏光片1 5及反射偏光片4之間重複多 重反射。另一方面，在到達的光線當中穿透反射偏光片4 的成分當中，一部分於第二反射偏光片1 4被反射’並於 反射偏光片4及第二反射偏光片1 4之間產生多重反射， 而一部分則穿透第二反射偏光片1 4，並經由第二下方偏 光板1 3、第二液晶面板1 1、第二上方偏光板1 2，由觀測 者1 8來觀測。

於第三反射偏光片1 5及反射偏光片4之間重複多重 反射當中，一部分通過第三反射偏光片1 5 ’從液晶面板1 側射出並到達觀測者8。而一部分則穿透反射偏光片4 ’ 往第二反射偏光片1 4側射出，並於反射偏光片4及第二 反射偏光片1 4之間重複多重反射。 於第二反射偏光片1 4及反射偏光片4之間重複多重 反射當中，一部分通過第二反射偏光片1 4，從第二液晶 面板1 1側射出並到達觀測者1 8。而一部分則穿透反射偏 光片4，並再次於第三反射偏光片之間重複多重反射。 如此，從液晶面板1側射出之照射光9當中，第三反 射偏光片1 5的反射軸方向以外的成分穿透第三反射偏光 片1 5而由觀測者8來觀測，而第三反射偏光片1 5的反射 -23- (21) 200405092 軸方向的成分’則在第二反射偏光片及反射偏光片4之間 、及第二反射偏光片1 4及反射偏光片4之間重複多重反 射之際，到達觀測者8或是觀測者1 8之任一處。因此’ 從液晶面板1側射出之照射光9可到達觀測者8或是觀測 者1 8之任一處。

同樣的，從第二液晶面板11側射出之照射光1 〇當中 ，反射偏光片4的反射軸成分於反射偏光片4被反射’並 通過第三反射偏光片15而到達觀測者處。另一方面’反 射偏光片4的反射軸以外的成分穿透反射偏光片4 ’並到 達第二反射偏光片1 4。在到達的光線當中，一部分穿透 第二反射偏光片1 4，並從第二液晶面板1 1側射出並到達 觀測者1 8，而一部分則於第二反射偏光片1 4被反射’並 於反射偏光片4及第二反射偏光片1 4之間重複多重反射 。在重複多重反射當中，一部分通過第二反射偏光片14 而到達觀測者1 8，而一部分則穿透反射偏光片4 ’並於第 三反射偏光片1 5及反射偏光片4之間重複多重反射。 如此，從第二液晶面板1 1側射出之照射光1 〇 ’亦可 到達觀測者8或是觀測者1 8之任一處。 如以上所說明般，因爲照明裝置的光線可到達觀測者 8或是觀測者1 8之任一處，因此可提升照明光的利用效 率，並提升液晶面板1及第二液晶面板1 1的亮度。 在此，採用第9圖來詳細說明適用本實施例的構成於 TN型液晶面板的情況。第9圖爲說明本實施例的構成要 素的穿透軸及反射軸的設置角度之圖面。本圖顯示從觀測 -24- (22) 200405092

者8俯瞰來觀察的狀態，層疊的長方形從上至下依序爲上 方偏光板2、下方偏光板3、第三反射偏光片1 5、反射偏 光片4、第二反射偏光片14、第二下方偏光板13、第二 上方偏光板1 2，以箭頭來顯示其軸方向。設定上方偏光 板2的穿透軸爲4 5G。而採用TN型液晶之液晶面板1，則 將其偏光方向轉換至9 0 ^。爲了使轉換至9 0 G的光線有效 率的穿透，而設定下方偏光板3的穿透軸爲1 3 5 G，使下 方偏光板3的穿透軸與上方偏光板2正交。配置第三反射 偏光片15的反射軸爲45G，使其與下方偏光板3的穿透 軸正交。然後，配置反射偏光片4的反射軸爲同樣1 3 50 ，使穿透下方偏光板3的光線能夠有效的反射。並依據反 射與穿透的比率，來設定第二下方偏光板1 3的穿透軸角 度，從反射偏光片4的反射軸偏移角度0。此外，均設定 第二反射偏光片1 4的反射軸及第二上方偏光板丨2的穿透 軸，伴隨該角度而從正交角偏移角度β。亦即，第二反射 偏光片1 4的反射軸及第二上方偏光板1 2的穿透軸，與第 二下方偏光板13的穿透軸正交。 在此，乃以採用ΤΝ型液晶顯示元件的情況來例示， 但是在採用S ΤΝ型液晶顯示元件，並附加相位差板等光 學補償板來構成的情況下，基本上爲相同。 發明之效果： 如以上所說明般，根據本發明之液晶顯示裝置，可以 以更少的零件數目，來實現於反射或是穿透之際均能達到 -25- (23) 200405092 明亮的顯示品質之液晶顯示裝置。 尤其是在配置液晶面板於導光板的兩面的情況下，可 以任意變換分配在液晶面板顯示所利用之光量。此外，可 以將光源當中幾乎所有的光線，分配於上側的液晶面板或 是下側的液晶面板當中之一的照明，可顯著的提升光源的 利用效率。 因此，可提供於反射或是穿透之際均可達到明亮且顯 示品質優良之液晶顯示裝置。藉此，可以提高於民生產品 市場中廣泛採用之以相機、行動電話、手錶等爲主之電子 機器領域中之商品價値。 【圖式簡單說明】 第1圖係模式性的顯示，利用外部光源來觀測本發明 的第1實施例的液晶顯示裝置的情況下之剖面構成圖。

第2圖係模式性的顯示，利用照明裝置來觀測本發明 的第1實施例的液晶顯示裝置的情況下之剖面構成圖。 第3圖係模式性的顯示，利用外部光源來觀測本發明 的第4實施例的液晶顯示裝置的情況下之剖面構成圖。 第4圖係模式性的顯示，利用照明裝置來觀測本發明 的第4實施例的液晶顯示裝置的情況下之剖面構成圖。 第5圖係模式性的顯示，利用外部光源來觀測本發明 的第5實施例的液晶顯示裝置的情況下之剖面構成圖。 第6圖係模式性的顯示，利用照明裝置來觀測本發明 的第5實施例的液晶顯示裝置的情況下之剖面構成圖。 -26- (24) 200405092 第7圖係係模式性的顯示，利用外部光源來觀測本發 明的第6實施例的液晶顯示裝置的情況下之剖面構成圖。 第8圖係模式性的顯示，利用照明裝置來觀測本發明 的弟6貫施例的液晶顯不裝置的情況下之剖面構成圖。 第9圖係例示本發明的第6實施例的主要光學因素的 軸方向之模式圖。

第1 〇圖係顯示，以往的液晶顯示裝置的構成之模式 性剖面圖。 圖號說明： 1 :液晶面板 2 :上方偏光板 3 :下方偏光板 4 :反射偏光片 5 :背光

7 z導光板 1 1 :第二液晶面板 1 2 :第二上方偏光板 1 3 :第二下方偏光板 1 4 :第二反射偏光片 1 5 :第三反射偏光片 -27-

Claims (1)

1. (1) (1)200405092 拾、申請專利範圍 1. 一種液晶顯示裝置，其特徵爲：具備：液晶被包夾 並支撐於互相對向的基板之間之第一及第二液晶面板； 及設置於上述第一液晶面板及上述第二液晶面板之間 之照明裝置； 及設置於上述第一液晶面板及上述照明裝置之間之第 一下方偏光板； 及設置於上述第二液晶面板及上述照明裝置之間之第 二下方偏光板； 及設置於上述照明裝置及上述第二下方偏光板之間， 並反射特定方向的偏光成分，且讓其餘偏光成分穿透之反 射偏光片。 2 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中，不 僅調整上述第一下方偏光板的穿透軸及上述反射偏光片的 反射軸爲同一方向之外，還設定上述第二下方偏光板的穿 透軸對上述反射偏光片的反射軸的角度爲9 0度以外的角 度。 3 ·如申請專利範圍第1項或第2項之液晶顯示裝置， 其中，具備設置於上述反射偏光片及上述第二下方偏光板 之間之第二反射偏光片。 4 ·如申請專利範圍第3項之液晶顯示裝置，其中，上 述第二反射偏光片的反射軸，設定爲與上述第二下方偏光 板的穿透軸正交。 5 ·如申請專利範圍第4項之液晶顯示裝置，其中，於 -28- (2) 200405092 上述第一下方偏光板及上述照明裝置之間，設置第三反射 偏光片。 6 ·如申請專利範圍第5項之液晶顯不裝置，其中，上 述第三反射偏光片的反射軸與上述反射偏光片的反射軸正 交。 7. —種液晶顯示裝置，其特徵爲：具備：液晶被包夾 並支撐於互相對向的基板之間之液晶面板；

   及設置於上述液晶面板的背面之下方偏光板； 及設置於上述下方偏光板的背面之照明裝置； 及設置於上述照明裝置的背面，並反射特定方向的偏 光成分，且讓其餘偏光成分穿透之反射偏光片； 其中，調整上述下方偏光板的穿透軸及上述反射偏光 片的反射軸爲一致。

   -29-