DE102006023993A1

DE102006023993A1 - Polarisationssteuerung für Flüssigkristallanzeigen

Info

Publication number: DE102006023993A1
Application number: DE102006023993A
Authority: DE
Inventors: Ran-Hong Wang; Min-Shine Chow Wang
Original assignee: Wang Min-Shine Chow Tustin; Wang Ran-Hong Tustin
Current assignee: Wang Min-Shine Chow Tustin; Wang Ran-Hong Tustin
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2007-03-08
Also published as: US8848114B2; US20070279556A1; US20110205471A1; US20070008471A1

Abstract

Bestimmte Ausführungsformen von Flüssigkristallanzeigen-Schutzelementen und integralen Flüssigkristallanzeigen-Schutzelementen weisen für Außenanwendungen eine geringe Reflexion auf. Verschiedene Ausführungsformen weisen weiter den Vorteil auf, dass sie für bestimmte geeignete Betrachtungsrichtungen für im Freien befindliche Betrachter, die polarisierte Sonnenbrillen tragen, einen erhöhten Kontrast und eine erhöhte Helligkeit bereitstellen können.

Description

Prioritätsanmeldung
Diese Anmeldung ist eine Teilfortführungsanmeldung (continuation in part) der US-A-11/135,609 mit dem Titel "Polarisationssteuerung für Flüssigkristallanzeigen", die am 23. Mai 2005 eingereicht wurde und durch Inbezugnahme vollständig hier mit aufgenommen ist.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Flüssigkristallanzeigen und Polarisation.

Mehrere Eigenschaften von Flüssigkristallanzeigen (LCDs), wie beispielsweise leichtes Gewicht, kompakte Abmessungen, geringer Energieverbrauch und hohe Auflösung, machen LCDs zu weit verbreiteten Produktpaletten in verschiedenen elektronischen Außenanwendungen bzw. elektronische Anwendungen im Freien, einschließlich für PDAs, Navigationssystemen, stabilen Notebooks und Informations-Terminals. Um eine unmittelbare Exposition gegenüber der Außenumgebung zu vermeiden, sind viele LCDs in diesen Anwendungen mit einem äußeren transparenten Schutzelement bzw. einer Schutzfrontplatte überschichtet, das zusätzliche Luft-Oberflächengrenzflächen einfügt und eine signifikante Menge von Rückreflexion erzeugt, die die Lesbarkeit jener Anzeigen vermindert. Dieses äußere transparente Schutzelement ist häufig eine Berührungsgrenzfläche, wie beispielsweise ein Widerstands-Berührungsempfindliches Feld bzw. Berührungsfeld, ein kapazitives Berührungsfeld, ein SAW-Berührungsfeld, ein Nahfeld-Berührungsfeld, oder ein IP Berührungsfeld. Einige der Einrichtungen können ebenfalls andere funktionelle Teile, wie beispielsweise einen EMI-Schutzschild, einen IR-Block, und ein Bildschirmheizeinrichtung einschließen. Jene hoch reflektierenden funktionellen Teile erzeugen jedoch ebenfalls eine große Menge von Rückreflexion und behindern weiter die Lesbarkeit des Systems. Daher wird Bereitstellen eines im Sonnenlicht lesbaren Anzeigesystems, das in einem Schutzelement oder einem Berührungsfeld, EMI, IR-Block, und einer Bildschirmheizeinrichtung integriert ist, höchst anspruchsvoll sein.

Außerdem besteht eine gemeinsame optische Eigenschaft einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeige und einem polarisierten Berührungsfeld darin, dass sie beide selektiv linear polarisiertes Licht von der LCD mit einer Übertragungsrichtung bezüglich der durch die Anzeige oder das Berührungsfeld definierten horizontalen und vertikalen Achsen weiterleiten, die normalerweise anders als eine vertikale Richtung ist. Betrachter von Außenanzeigesystemen bzw. Anzeigesystemen im Freien tragen häufig vertikal polarisierte Sonnenbrillen, um insbesondere bei bestimmten Arbeitsumgebungen, wie beispielsweise auf dem Meer oder in der Luft, wo das horizontale polarisierte Sonnenlicht besonders stark ist, horizontal polarisiertes Sonnenlicht wegzublocken. Eine herkömmliche Flüssigkristallanzeige oder eine Flüssigkristallanzeige mit einem polarisierten Berührungsfeld, das linear polarisiertes Licht emittiert, würde für polarisierte Sonnenbrillen tragende Betrachter für gemeinsame Ansichtsrichtungen schwarz erscheinen, was für Außenanwendungen lästig ist.

Zusammenfassung

Bestimmte Ausführungsformen von Flüssigkristallanzeigen, Flüssigkristallanzeigenschutzelementen und integralen Flüssigkristallanzeigeschutzelementen weisen für Außenanwendungen eine niedrige Reflexion auf und weisen ebenfalls den Vorteil auf für bestimmte herkömmliche Betrachtungsrichtungen für polarisierte Sonnenbrillen tragende Betrachter im Freien einen erhöhten Kontrast und eine erhöhte Leucht bzw. Beleuchtungsstärke bereitzustellen.

Eine Ausführungsform umfasst beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige umfassend: eine Flüssigkristallzelle, die konfiguriert ist, um Licht zu modulieren; eine vor der Flüssigkristallzelle befindliche lineare Polarisatorschicht, eine einen oder mehrere Verzögerer bzw.

Verzögerer umfassende Verzögerungs-Schicht (Verzögerer-Schicht), und eine vordere Anzeigenoberfläche, durch welche das modulierte Licht austritt, worin die einen oder mehreren Verzögerer und die lineare Polarisatorschicht derartig ausgerichtet sind, dass das aus der vorderen Anzeigenoberfläche austretende modulierte Licht eine elliptische oder kreisförmige Polarisation aufweist.

Eine andere Ausführungsform umfasst eine Anzeige mit integriertem funktionellem Teil umfassend: eine Flüssigkristallzelle, die konfiguriert ist, um Licht zu modulieren, dass vertikale und horizontale Achsen definiert, wobei die Flüssigkristallzelle eine Flüssigkristallschicht umfasst, die zwischen zwei Lagen transparenter Elektroden liegt; einen vor der Flüssigkristallzelle befindlichen ersten Linearpolarisator, wobei der erste Linearpolarisator eine erste lineare Polarisationsachse aufweist; eine vor dem Linearpolarisator befindliche erste Verzögerungs-Schicht, wobei die erste Verzögerungs-Schicht eine Verzögerung von ungefähr (2n + 1)λ/4 und eine erste slow Axis bzw. Verzögerungsachse bzw. optische Achse aufweist, die bezüglich der ersten linearen Polarisationsachse einen Winkel θ₁ bildet, worin n eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 bis 700 Nanometern (nm) liegt; ein vor der ersten Verzögerungs-Schicht befindliches funktionelles Element, wobei das funktionelle Element mindestens einen von einem EMI-Schild, einem Infrarotfilter, und einem LCD-Heizeinrichtung umfasst; eine zweite vor dem funktionellen Element befindliche Verzögerungs-Schicht, wobei die zweite Verzögerungs-Schicht eine zweite slow Axis und eine Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4 aufweist, worin m eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm bis 700 nm liegt; einen vor der zweiten Verzögerungs-Schicht befindlichen zweiten Linearpolarisator, wobei der zweite Linearpolarisator eine zweite Polarisationsachse aufweist, die bezüglich der zweiten slow Axis einen Winkel θ₂ bildet; und eine vordere Anzeigenoberfläche, durch welche das modulierte Licht austritt.

Eine andere Ausführungsform umfasst eine Anzeige mit integriertem Berührungsfeld umfassend: eine Flüssigkristallzelle, die konfiguriert ist, um Licht zu modulieren, das vertikale und horizontale Achsen definiert, wobei die Flüssigkristallzelle eine Flüssigkristallschicht umfasst, die zwischen zwei Lagen von im Wesentlichen optisch transmissiven Elektroden liegt; einen vor der Flüssigkristallzelle befindlichen ersten Linearpolarisator, wobei der erste Linearpolarisator eine erste lineare Polarisationsachse aufweist; eine vor dem ersten Linearpolarisator befindlichen erste Verzögerungs-Schicht, wobei die erste Verzögerungs-Schicht eine Verzögerung von ungefähr (2n + 1)λ/4 und eine erste slow Axis aufweist, die mit der ersten linearen Polarisationsachse einen Winkel θ₁ bildet, worin n eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm und 700 nm liegt; ein vor der ersten Verzögerungs-Schicht angeordnetes befindliches Widerstands-Berührungsfeld; eine vor dem Widerstands-Berührungsfeld befindliche zweite Verzögerungs-Schicht, wobei die zweite Verzögerungs-Schicht eine zweite slow Axis und eine Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4 aufweist, worin m eine ganze Zahl ist und λ zwischen 400 nm und 700 nm liegt; einen vor der zweiten Verzögerungs-Schicht befindlicher zweiten Linearpolarisator, wobei der zweite Linearpolarisator eine zweite Polarisationsachse aufweist, die mit der zweiten slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht einen Winkel θ₂ bildet; und eine vordere Anzeigenoberfläche, durch die das modulierte Licht austritt, wobei das Widerstands-Berührungsfeld isotrop und (m + n) nicht Null ist.

Eine andere Ausführungsform umfasst eine Flüssigkristallanzeige mit integriertem Berührungsfeld umfassend: eine Flüssigkristallzelle, die konfigurierte ist, um Licht zu modulieren, das vertikale und horizontale Achsen definiert, wobei die Flüssigkristallzelle eine Flüssigkristallschicht umfasst, die zwischen zwei Lagen transparenter Elektroden liegt; einen vor der Flüssigkristallzelle befindlichen ersten Linearpolarisator, wobei der erste Linearpolarisator eine erste lineare Polarisationsachse aufweist; einen vor dem ersten Linearpolarisator befindlichen ersten Viertelwellenverzögerer, wobei der Viertelwellenverzögerer eine erste slow Axis aufweist; ein vor dem ersten Viertelwellenverzögerer befindliches Widerstands-Berührungsfeld; einen vor dem Widerstands-Berührungsfeld befindlichen zweiten Viertelwellenverzögerer, wobei der Viertelwellenverzögerer eine zweite slow Axis und eine Hintere Oberfläche aufweist, durch welche Einfallslicht tritt; einen vor dem zweiten ViertelwellenVerzögerer befindlichen zweiten Linearpolarisator, wobei der zweite Linearpolarisator relativ zu dem zweiten Viertelwellenverzögerer ausgerichtet ist, so dass das durch die Hintere Oberfläche des zweiten Viertelwellenverzögerers tretende Einfallslicht eine im Wesentlichen kreisförmige Polarisation aufweist; und eine vordere Anzeigenoberfläche, durch welche das modulierte Licht austritt, wobei die zweite slow Axis des zweiten Viertelwellenverzögerers mit einem Winkel ausgerichtet ist, der anders als ungefähr mit 0° oder 90° bezüglich der horizontalen Achse und anders als ungefähr mit 90° bezüglich der ersten slow Axis des ersten Viertelwellenverzögerers vorliegt.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform umfasst ein polarisiertes Berührungsfeld, das ein Widerstands-Berührungsfeldmodul umfasst, das die vertikalen und horizontalen Achsen definiert, einen vor dem Berührungsfeldmodul befindlichen ersten Viertelwellenverzögerer, wobei der erste Viertelwellenverzögerer eine erste slow Axis aufweist, einen hinter dem Widerstands-Berührungsfeldmodul befindlichen zweiten Viertelwellenverzögerer, wobei der zweite Viertelwellenverzögerer eine zweite slow Axis aufweist, die mit ungefähr 0° oder 90° bezüglich der horizontalen Achse orientiert ist, einen vor dem ersten Viertelwellenverzögerer befindlichen Linearpolarisator, wobei der Linearpolarisator eine lineare Polarisationssachse aufweist, und eine vordere Anzeigenoberfläche, durch die moduliertes Licht einer Anzeige austritt, worin die erste slow Axis des ersten Viertelwellenverzögerers mit einem Winkel, der anders als ungefähr 90° bezüglich der horizontalen Achse und anders als ungefähr 90° relativ zu der zweiten slow Axis des zweiten Viertelwellenverzögerers ausgerichtet ist.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform umfasst ein polarisiertes Berührungsfeld, das ein Widerstands-Berührungsfeldmodul umfasst, das die vertikalen und horizontalen Achsen definiert, eine vor dem Berührungsfeldmodul befindliche erste Verzögerungs-Schicht, wobei die erste Verzögerungs-Schicht eine Verzögerung von ungefähr (2n + 1)λ/4 und eine erste slow Axis aufweist, worin n eine ganze Zahl und λ 400 nm bis 700 nm ist, einen vor der ersten Verzögerungs-Schicht befindlichen Linearpolarisator, wobei der Linearpolarisator eine lineare Polarisationsachse aufweist, eine vor dem Linearpolarisator befindliche zweite Verzögerungs-Schicht, und eine vordere Anzeigenoberfläche, durch die moduliertes Licht von einer Anzeige austritt, worin die slow Axis der ersten Verzögerungs-Schicht auf einen Winkel von ungefähr ±45° relativ zu der zweiten linearen Polarisationsachse des Linearpolarisators eingestellt wird.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform umfasst eine Anzeige mit integriertem reflektierendem funktionellen Teil, umfassend, eine Flüssigkristallzelle, die ausgestaltet ist, um Licht zu modulieren, dass vertikale und horizontale Achsen definiert, wobei die Flüssigkristallzelle eine Flüssigkristallschicht umfasst, die zwischen zwei Lagen liegt, einen hinter der Flüssigkristallschicht befindlichen Teilreflektor, einen vor der Flüssigkristallzelle befindlichen ersten Linearpolarisator, wobei der erste Linearpolarisator eine vordere Oberfläche und eine erste lineare Polarisationsachse aufweist, eine vor dem ersten Linearpolarisator befindliche erste Verzögerungs-Schicht, wobei die erste Verzögerungs-Schicht eine vordere Oberfläche, eine Hintere Oberfläche, eine Verzögerung von ungefähr (2n + 1)λ/4 und eine erste slow Axis aufweist, die zu der ersten linearen Polarisationsachse einen Winkel θ₁ bildet, worin n eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm bis 700 nm liegt, einen vor der ersten Verzögerungs-Schicht befindlichen reflektierenden funktionellen Teil, wobei der reflektierende funktionelle Teil eine Hintere Oberfläche aufweist und mindestens einen von einem Widerstands-Berührungsfeld, einem EMI-Schild, einem Infrarotfilter, und einem LCD-Heizeinrichtung umfasst, eine vor dem reflektierenden funktionellen Teil befindliche zweite Verzögerungs-Schicht, wobei die zweite Verzögerungs-Schicht eine zweite slow Axis und eine Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4 aufweist, worin m eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm bis 700 nm liegt, einen vor der zweiten Verzögerungs-Schicht befindlichen zweiten Linearpolarisator, wobei der zweite Linearpolarisator eine zweite Polarisationsachse aufweist, die zu der zweiten slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht einen Winkel θ₂ bildet, und eine vordere Anzeigenoberfläche, durch die das modulierte Licht austritt.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform umfasst eine Anzeige mit integriertem reflektierendem funktionellem Teil umfassend, eine Flüssigkristallzelle, die konfiguriert ist, um Licht zu modulieren, das vertikale und horizontale Achsen definiert, wobei die Flüssigkristallzelle eine vordere Oberfläche aufweist und eine Flüssigkristallschicht aufweist, die zwischen zwei Lagen liegt, einen hinter der Flüssigkristallzelle befindlichen ersten Linearpolarisator, wobei der erste Linearpolarisator eine erste hintere Oberfläche und eine erste lineare Polarisationsachse umfasst, ein vor dem ersten Linearpolarisator befindlicher Teilreflektor, eine vor der Flüssigkristallzelle befindliche erste Verzögerungs-Schicht, wobei die erste Verzögerungs-Schicht eine vordere Oberfläche, eine hintere Oberfläche, eine Verzögerung von ungefähr (2n + 1)λ/4 und eine erste slow Axis aufweist, die zu der ersten linearen Polarisationsachse einen Winkel θ₁ bildet, worin n eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm bis 700 nm liegt, einen vor der ersten Verzögerungs-Schicht befindlichen reflektierenden funktionellen Teil, wobei der reflektierende funktionelle Teil eine hintere Oberfläche aufweist und mindestens einen von einem Berührungsfeld, einem EMI-Schild, einem Infrarotfilter und einem LCD-Heizeinrichtung umfasst, eine vor dem reflektierenden funktionellen Teil befindliche zweite Verzögerungs-Schicht, wobei die zweite Verzögerungs-Schicht eine zweite slow Axis und eine Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4 aufweist, worin m eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm bis 700 nm liegt, einen vor der zweiten Verzögerungs-Schicht befindlichen zweiten Linearpolarisator, wobei der zweite Linearpolarisator eine zweite Polarisationsachse aufweist, die zu der zweiten slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht einen Winkel θ₂ bildet, und eine vordere Anzeigenoberfläche, durch die das modulierte Licht austritt.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform umfasst eine transflektive Anzeige mit integriertem reflektierendem funktionellem Teil umfassend, eine Flüssigkristallzelle, die so konfiguriert ist, dass vertikale und horizontale Achsen definierendes Licht moduliert wird, wobei die Flüssigkristallzelle eine Vordere Oberfläche aufweist und eine Flüssigkristallschicht aufweist, die zwischen zwei Blättern liegt, einen hinter der Flüssigkristallzelle befindlicher ersten Linearpolarisator, wobei der erste Linearpolarisator eine Hintere Oberfläche und eine erste lineare Polarisationsachse aufweist, einen hinter dem ersten Linearpolarisator befindlichen Teilreflektor, eine vor der Flüssigkristallzelle befindliche erste Verzögerungs-Schicht, wobei die erste Verzögerungs-Schicht eine Vordere Oberfläche, eine hintere Oberfläche, eine Verzögerung von ungefähr (2n + 1)λ/4 und eine erste slow Axis aufweist, die zu der ersten linearen Polarisationsachse einen Winkel θ₁ bildet, worin n eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm bis 700 nm liegt, einen vor der ersten Verzögerungs-Schicht befindlichen reflektierenden funktionellen Teil, wobei der reflektierende funktionelle Teil eine Hintere Oberfläche aufweist und mindestens einen von einem Berührungsfeld, einem EMI-Schild, einem Infrarotfilter und einem LCD-Heizeinrichtung umfasst, eine vor dem reflektierenden funktionellen Teil befindliche zweite Verzögerungs-Schicht, wobei die zweite Verzögerungs-Schicht eine zweite slow Axis und eine Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4 aufweist, worin m eine ganze Zahl ist und λ zwischen unge fähr 400 nm bis 700 nm liegt, einen vor der zweiten Verzögerungs-Schicht befindlichen zweite Linearpolarisator, wobei der zweite Linearpolarisator eine zweite Polarisationsachse aufweist, die zu der zweiten slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht einen Winkel θ₂ bildet, und eine Vordere Anzeigenoberfläche, durch die das modulierte Licht austritt.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform umfasst eine transflektive Anzeige mit integriertem reflektierendem funktionellem Teil umfassend: ein transflektives Flüssigkristallanzeigenmodul mit einer vordere Moduloberfläche, die selektiv linear polarisiertes Licht ausgibt, das entlang einer ersten linearen Polarisationsachse ausgerichtet ist, wobei das Flüssigkristallanzeigenmodul eine Flüssigkristallzelle, einen Teilreflektor und ein Rücklicht- bzw. Hintergrundbeleuchtungsmodul umfasst; eine vor dem Flüssigkristallanzeigenmodul befindliche erste Verzögerungs-Schicht, wobei die erste Verzögerungs-Schicht eine vordere Oberfläche, hintere Oberfläche und eine Verzögerung von ungefähr (2n + 1)λ/4 und eine erste slow Axis aufweist, die zu der ersten linearen Polarisationsachse einen Winkel θ₁ bildet, worin n eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm bis 700 nm liegt; einen vor der ersten Verzögerungs-Schicht befindlichen reflektierenden funktionellen Teil, wobei der reflektierende funktionelle Teil eine hintere Oberfläche aufweist; eine vor dem ersten reflektierenden funktionellen Teil befindliche zweite Verzögerungs-Schicht, wobei die zweite Verzögerungs-Schicht eine zweite slow Axis und eine Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4 aufweist, worin m eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm bis 700 nm liegt; einen vor der zweiten Verzögerungs-Schicht befindlichen zweiten Linearpolarisator, wobei der zweite Linearpolarisator eine zweite Polarisationsachse aufweist, die zu der zweiten slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht einen Winkel θ₂ bildet; und eine vordere Anzeigenoberfläche, durch die das Licht von dem Hintergrundbeleuchtungsmodul austritt. In einer gewissen Ausführungsform umfasst der reflektierende funktionelle Teil mindestens einen von einem Widerstands-Berührungsfeld, einem EMI-Schild, einem Infrarotfilter und einem LCD-Heizeinrichtung.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform umfasst eine transflektive Anzeige mit integriertem reflektierendem funktionellem Teil umfassend: ein Flüssigkristallanzeigenmodul mit einer vorderen Moduloberfläche, wobei das Flüssigkristallanzeigenmodul von vorne nach hinten eine Flüssigkristallzelle umfasst, einen Teilreflektor, der einen reflektierenden Polarisator mit einer ersten linearen Polarisationsachse umfasst und ein Lichtmodul; eine vor dem Flüssigkristallanzeigenmodul befindliche erste Verzögerungs-Schicht, wobei die erste Verzögerungs-Schicht eine vordere Oberfläche, hintere Oberfläche und eine Verzögerung von ungefähr (2n + 1)λ/4 und eine erste slow Axis aufweist, die zu der ersten linearen Polarisationsachse einen Winkel θ₁ bildet, worin n eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm bis 700 nm liegt; einen vor der ersten Verzögerungs-Schicht befindlichen reflektierenden funktionellen Teil, wobei der reflektierende funktionelle Teil eine hintere Oberfläche aufweist; eine vor dem ersten reflektierenden funktionellen Teil befindliche zweite Verzögerungs-Schicht, wobei die zweite Verzögerungs-Schicht eine zweite slow Axis und eine Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4 aufweist, worin m eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm bis 700 nm liegt; einen vor der zweiten Verzögerungs-Schicht befindlichen zweiten Linearpolarisator, wobei der zweite Linearpolarisator eine zweite Polarisationsachse aufweist, die zu der zweiten slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht einen Winkel θ₂ bildet; und eine vordere Anzeigenoberfläche, durch die das Licht von dem Licht bzw. Beleuchtungsmodul austritt. In einer gewissen Ausführungsform umfasst der reflektierende funktionelle Teil mindestens einen von einem Widerstands-Berührungsfeld, einem EMI-Schild, einem Infrarotfilter und einem LCD-Heizeinrichtung.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform umfasst eine Anzeige mit integriertem reflektierendem funktionellem Teil umfassend: ein Flüssigkristallanzeigenmodul mit einer vorderen Moduloberfläche, die linear polarisiertes Licht selektiv ausgibt, das entlang einer ersten linearen Polarisationsachse ausgerichtet ist, wobei das Flüssigkristallanzeigenmodul, von vorne nach hinten, eine Flüssigkristallzelle und ein Lichtmodul umfasst; einen vor dem Flüssigkristallanzeigenmodul befindlichen reflektierenden funktionellen Teil, wobei der reflektierende funktionelle Teil eine hintere Oberfläche aufweist; eine vor dem reflektierenden funktionellen Teil befindliche zweite Verzögerungs-Schicht, wobei die zweite Verzögerungs-Schicht eine zweite slow Axis und eine Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4 und aufweist, worin m eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm bis 700 nm liegt; einen vor der zweiten Verzögerungs-Schicht befindlichen zweiten Linearpolarisator, wobei der zweite Linearpolarisator eine zweite Polarisationsachse aufweist, die zu der zweiten slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht einen Winkel θ₂ bildet; und eine vordere Anzeigenoberfläche, durch die das Licht von dem Lichtmodul austritt, worin die vordere Oberfläche des Flüssigkristallanzeigenmoduls mindestens einen von einer Antireflexionsbehandlung und einer Streustruktur einschließt. In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Antireflexionsbehandlung eine mehrfach AR-Beschichtung oder ein laminiertes Lagenelement mit einer AR-Beschichtung. In einer gewissen Ausführungsform umfasst der reflektierende funktionelle Teil mindestens einen von einem Widerstands-Berührungsfeld, einem EMI-Schild, einem Infrarotfilter und einem LCD-Heizeinrichtung.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform umfasst eine Anzeige mit integriertem reflektierendem funktionellem Teil umfassend: ein Flüssigkristallanzeigenmodul mit einer vordere Moduloberfläche, die linear polarisiertes Licht selektiv ausgibt, das entlang einer ersten linearen Polarisationsachse ausgerichtet ist, wobei das Flüssigkristallanzeigenmodul, von vorne nach hinten, eine Flüssigkristallzelle und eine Lichtmodul umfasst; eine vor dem Flüssigkristallanzeigenmodul befindliche erste Verzögerungs-Schicht, wobei die erste Verzögerungs-Schicht eine vordere Oberfläche, eine Verzögerung von ungefähr (2n + 1)λ/4 und eine ersten slow Axis aufweist, die zu der ersten Polarisationsachse einen Winkel θ₁ bildet, worin n eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm bis 700 nm liegt; einen vor der ersten Verzögerungs-Schicht befindlichen reflektierenden funktionellen Teil, wobei der reflektierende funktionelle Teil eine hintere Oberfläche aufweist; eine vor dem reflektierenden funktionellen Teil befindliche zweite Verzögerungs-Schicht, wobei die zweite Verzögerungs-Schicht eine zweite slow Axis und eine Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4 aufweist, worin m eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm bis 700 nm liegt; einen vor der zweiten Verzögerungs-Schicht befindlichen zweiten Linearpolarisator, wobei der zweite Linearpolarisator eine zweite Polarisationsachse aufweist, die zu der zweiten slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht einen Winkel θ₂ bildet; und eine vordere Anzeigenoberfläche, durch die das Licht austritt, wobei mindestens eine der vorderen Oberfläche der ersten Verzögerungs-Schicht und die hintere Oberfläche des reflektierenden funktionellen Teils mindestens eine von einer Antireflexionsbehandlung und eine Streustruktur einschliessen. In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Antireflexionsbehandlung eine mehrfach AR-Beschichtung oder ein laminiertes Lagenele ment mit einer AR-Beschichtung. In einer gewissen Ausführungsform umfasst der reflektierende funktionelle Teil mindestens einen von einem Widerstands-Berührungsfeld, einem EMI-Schild, einem Infrarotfilter und einem LCD-Heizeinrichtung.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform umfasst ein polarisierendes Flüssigkristallanzeigen-Schutzelement mit einer hinteren Schutzelementoberfläche und einer vorderen Schutzelementoberfläche, durch welche Licht von einem Anzeigenmodul durchtreten kann und von dem Betrachter wahrgenommen wird, wobei das Schutzelement umfasst: eine Verzögerungs-Schicht RB mit einer vorderen Oberfläche, einer hintere Oberfläche, einer slow Axis RBX und einer Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4 umfasst, worin m eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm bis 700 nm liegt; einen vor der Verzögerungs-Schicht RB und näher zu dem Betrachter befindlichen Linearpolarisator PB, wobei der Linearpolarisator PB eine lineare Polarisationsachse PBX aufweist, die zu der slow Axis RBX der ersten Verzögerungs-Schicht RB einen Winkel θ₂ von ungefähr 45° oder –45° bildet; und ein transparentes Stützelement, wobei das transparente Stützelement eine Lage von Glassubstrat, eine Lage von Kunststoffsubstrat, oder eine Toucheingabeeinrichtung umfasst, wobei mindestens eine der vorderen und hinteren Paneeloberflächen eine Antireflexionsbehandlung umfasst/einer Antireflexionsbehandlung unterworfen wurde.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform umfasst eine Flüssigkristallanzeige mit integriertem polarisierendem Schutzelement bzw. mit integrierter polarisierender Schutzfrontplatte umfassend: ein Flüssigkristallanzeigenmodul mit einer vorderen Moduloberfläche, die linear polarisiertes Licht selektiv ausgibt, das entlang einer linearen Polarisationsachse PAX ausgerichtet ist, wobei das Flüssigkristallanzeigenmodul ein Hintergrundbeleuchtungsmodul und eine Flüssigkristallzelle mit einer Flüssigkristallschicht, die zwischen zwei transparenten Substraten liegt, umfasst; ein vor dem Flüssigkristallanzeigenmodul befindliches polarisierendes Schutzelement, wobei das polarisierende Schutzelement eine hintere Schutzelementoberfläche und eine vordere Schutzelementoberfläche aufweist und ein transparentes Stützelement und einen linearen Polarisator PB mit einer linearen Polarisationsachse PBX umfasst, die entweder vor oder hinter dem transparenten Stützelement positioniert ist; und eine vordere Anzeigenoberfläche, durch die Licht von dem Hintergrundbeleuchtungs modul austritt, worin das transparente Stützelement des Schutzelements eine Lage von Glassubstrat, eine von Lage Kunststoffsubstrat, oder eine Berührungs-/Touch-Eingabeeinrichtung umfasst, und worin mindestens eine der vorderen Anzeigenoberfläche, der hinteren Schutzelementoberfläche und der vorderen Moduloberfläche eine Antireflexionsbehandlung umfasst/einer Antireflexionsbehandlung unterworfen wurde.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform umfasst eine transflektive Flüssigkristallanzeige mit integriertem polarisierendem Schutzelement umfassend: ein transflektives Flüssigkristallanzeigenmodul mit einer vorderen Moduloberfläche, die linear polarisiertes Licht selektiv ausgibt, das entlang einer linearen Polarisationsachse PAX ausgerichtet ist, wobei das transflektive Flüssigkristallanzeigenmodul eine Flüssigkristallzelle mit einer Flüssigkristallschicht umfasst, die zwischen zwei transparenten Substraten liegt, einen Teilreflektor, der eine Reflexions- bzw. reflektierende Elektrode oder ein Reflexions- bzw. reflektierendes Lagenelement und ein Hintergrundbeleuchtungsmodul; eine vor dem transflektiven Flüssigkristallanzeigenmodul befindliche Verzögerungs-Schicht RA, wobei die Verzögerungs-Schicht RA eine vordere Oberfläche, eine hintere Oberfläche, eine Verzögerung von ungefähr (2n + 1)λ/4 und eine erste slow Axis aufweist, die zu der linearen Polarisationsachse PAX einen Winkel θ₁ bildet, worin n eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm bis 700 nm liegt; ein vor dem Flüssigkristallanzeigenmodul befindliches polarisierendes Schutzelement, wobei das Schutzelement eine hintere Schutzelementoberfläche und eine vordere Schutzelementoberfläche aufweist und ein transparentes Stützelement umfasst, eine Verzögerungs-Schicht RB, die eine slow Axis mit einer Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4 aufweist, worin n eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm bis 700 nm liegt, und einen Linearpolarisator PB mit einer linearen Polarisationsachse PBX, die zu der slow Axis RBX einen Winkel θ₂ bildet; und eine vordere Anzeigenoberfläche durch die Licht von dem Hintergrundbeleuchtungsmodul austritt, wobei der Linearpolarisator PB des Schutzelements an der Vorderseite der Verzögerungs-Schicht RB des Schutzelements angeordnet ist und das transparente Stützelement des Schutzelements eine Lage von Glassubstrat, eine Lage von Kunststoffsubstrat, oder eine Berührungs-Eingabeeinrichtung umfasst und vor dem Linearpolarisator PB, hinter der Verzögerungs-Schicht RB, oder zwischen dem Linearpolarisator PB und der Verzögerungs-Schicht RB angeordnet/positioniert ist.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform umfasst eine transflektive Flüssigkristallanzeige mit integriertem polarisierendem Schutzelement umfassend: ein transflektives Flüssigkristallanzeigenmodul mit einer vorderen Moduloberfläche, wobei das transflektive Flüssigkristallanzeigenmodul, von vorne nach hinten, einen Linearpolarisator PA mit einer linearen Polarisationsachse PAX, einer Flüssigkristallzelle mit einer Flüssigkristallschicht umfasst, die zwischen zwei transparenten Substraten liegt, einem Teilreflektor, der eine Reflexionselektrode oder ein Reflexionslagenelement und ein Hintergrundbeleuchtungsmodul umfasst; eine vor dem transflektiven Flüssigkristallanzeigenmodul befindliche Verzögerungs-Schicht RA, wobei die Verzögerungs-Schicht RA eine vordere Oberfläche, eine hintere Oberfläche, eine Verzögerung von ungefähr (2n + 1)λ/4 und eine erste slow Axis aufweist, die zu der linearen Polarisationsachse PAX einen Winkel θ₁ bildet, worin n eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm bis 700 nm liegt; ein vor dem Flüssigkristallanzeigenmodul befindliches polarisierendes Schutzelement, wobei das Schutzelement eine hintere Schutzelementoberfläche und eine vordere Schutzelementoberfläche aufweist und ein transparentes Stützelement umfasst, eine Verzögerungs-Schicht RB, die eine slow Axis mit einer Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4 aufweist, worin m eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm bis 700 nm liegt, und einen Linearpolarisator PB mit einer linearen Polarisationsachse PBX, die zu der slow Axis RBX einen Winkel θ₂ bildet; und eine vordere Anzeigenoberfläche, durch die Licht von dem Hintergrundbeleuchtungsmodul austritt, wobei der Linearpolarisator PB des Schutzelements an der Vorderseite der Verzögerungs-Schicht RB des Schutzelements angeordnet ist und das transparente Stützelement des Schutzelements eine Lage von Glassubstrat, eine Lage von Kunststoffsubstrat, oder einen Typ einer Toucheingabeeinrichtung umfasst und vor dem Linearpolarisator PB, hinter der Verzögerungs-Schicht RB, oder zwischen dem Linearpolarisator PB und der Verzögerungs-Schicht RB positioniert ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A und 1B sind schematische Diagramme, die bei der Erörterung von Verzögerern und Polarisationsumwandlung verwendet werden.
1C–1H sind schematische Diagramme, die die Umwandlung einer linear polarisierten Lichtwelle in kreisförmige Polarisation, unter Verwendung von verschiedenen Verzögerungs-Platten, darstellen.
2 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Flüssigkristallanzeige mit einer nichtlinear polarisierten Ausgabe.
3 ist eine graphische Darstellung mit den Achsen Wellenverzögerung (R/λ) gegen Wellenlänge, die die Dispersionswirkung und den Bereich einer Wellenplattenverzögerung zeigt.
4A und 4B sind vordere und Querschnittsansichten von LCD-Anzeigenkonfigurationen, die eine erste Verzögerungs-Schicht und einen ersten Linearpolarisator umfassen, welche linkshändig beziehungsweise rechtshändig kreisförmig polarisiertes Licht erzeugt.
5A–5D sind schematische Diagramme, die die Wirkung bzw. Auswirkung einer Betrachtungsrichtung eines eine polarisierte Sonnenbrille tragenden Betrachters auf die sichtbare bzw. scheinbare Helligkeit einer herkömmlichen LCD oder eines herkömmlich polarisierten Berührungsbildschirms zeigt.
6A–6C sind schematische Diagramme, die die Wirkung einer Betrachtungsrichtung eines eine polarisierte Sonnenbrille tragenden Betrachters auf die sichtbare Helligkeit einer NLP-LCD zeigt.
7A ist ein schematisches Diagramm der scheinbaren Helligkeit aus verschiedenen Betrachtungszonen für eine herkömmliche LCD oder einer mit einem polarisierten Touchbildschirm integrierten LCD, der linear polarisiertes Licht erzeugt.
7B ist ein schematisches Diagramm, das die scheinbare Helligkeit verschiedener Betrachtungszonen für die NLP-LCD 200 zeigt, die kreisförmig polarisiertes Licht an polarisierte Sonnenbrillen tragende Betrachter ausgibt.
8 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm einer NLP-LCD Gehäusestruktur, die erste und zweite Zirkularpolarisatoren umfasst, die linear polarisiertes Licht, beispielsweise mit einer Polarisationsrichtung von 90° erzeugen.
9A–9C sind schematische Diagramme von sich zwischen zwei Linearpolarisatoren mit dazwischen angeordneten unterschiedlichen Verzögerungsschichten ausbreitendem Licht.
9D ist ein schematisches Diagramm, das zeigt wie eine Reflexion von Einfallslicht von Oberflächen in der Anzeige durch Verwendung kreisförmig polarisierten Lichts verringert oder minimiert wird.
10A–10D sind schematische Diagramme kreisförmig polarisierten Lichts, das durch verschiedene Orientierungen des zweiten kreisförmigen polarisierenden Verzögerers erzeugt wird.
11A und 11B sind schematische Diagramme, die die scheinbare Helligkeit der unterschiedlichen Betrachtungszonen eines Anzeigensystems mit einer Polarisationsachsenrichtung von 90° zeigen, wie sie durch den eine polarisierte Sonnenbrille tragenden Betrachter gesehen werden.
12A–12C sind schematische Darstellungen, die ein transparentes polarisierendes Schutzelement zeigen, das zusammen mit einer Flüssigkristallanzeige, mit oder ohne Einbau weiterer funktioneller Teile, integriert ist.
13 ist ein schematisches Diagramm, das die Polarisationsänderung eines kreisförmigen polarisierten Lichts auf Reflexion zeigt.
14A–14C sind schematische Darstellungen, die zeigen wie Reflexionen von funktionellen Teilen durch den zweiten kreisförmig polarisierenden Verzögerer verringert werden.
15A–15C sind schematische Diagramme, die ein transparentes polarisierendes Schutzelement zeigen, das zusammen mit einer alternativen Flüssigkristallanzeige, mit oder ohne Einbau weiterer funktioneller Teile, integriert ist.
16A ist eine schematische Querschnittsansicht einer LCD Anzeige der 1500 Konfiguration von 15A, die eine erste kreisförmig polarisierende Platte zeigt, die aus einer ersten Verzögerungs-Schicht, einer Flüssigkristallzelle, und einem ersten Linearpolarisator gebildet ist.
16B ist eine perspektivische Ansicht einer LCD Anzeige der 1600 Konfiguration von 16A, die eine erste kreisförmig polarisierende Platte zeigt, die aus einer ersten Verzögerungs-Schicht, einer Flüssigkristallzelle, und einem ersten Linearpolarisator gebildet ist.
16C ist eine Vorderansicht der LCD Anzeige der 1600 Konfiguration von 16B, die die erste Verzögerungs-Schicht, die Flüssigkristallzelle und den ersten Linearpolarisator zeigt, die dazu angeordnet sind, um linkshändig kreisförmig polarisiertes Licht zu erzeugen.
16D ist eine Vorderansicht der LCD Anzeige der 1600 Konfiguration von 16B, die die erste Verzögerungs-Schicht, die Flüssigkristallzelle, und den ersten Linearpolarisator zeigt, die dazu angeordnet sind, um rechthändig kreisförmig polarisiertes Licht zu erzeugen.
Ausführliche Beschreibung von bestimmten Ausführungsformen
Eine Verzögerungs-Platte stellt ein doppelbrechendes optisches Element dar, in dem sich longitudinal in einer Z-Achsenrichtung ausbreitendes Licht für entlang orthogonaler X- und Y-Achsen ausgerichtete unterschiedliche Polarisationen, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegt. Die Lichtwelle kann daher orthogonale Polarisationsbestandteile aufweisen, wo bei einer von denen relativ zu dem anderen durch einen Betrag verzögert ist, der als eine Verzögerung R ausgedrückt werden kann. Die Verzögerung R wird durch d(N_s – N_f) bestimmt, worin N_s der Brechungsindex der "slow Axis" der Verzögerungs-Platte, N_f die "fast Axis" (schnelle Achse) der Verzögerungs-Platte und d die physikalische Dicke der Platte ist. Eine Verzögerungs-Platte mit einer Verzögerung R wird zwischen den orthogonalen Polarisationen einer dadurch passierenden Lichtwelle eine Phasendifferenz von 2πR/λ bewirken. Liegt somit der Winkel zwischen der linearen Polarisationsachse des Einfallslichtstrahls und der slow Axis einer Viertelwellenplatte (worin R = λ/4) bei ungefähr 45 Grad, dann resultiert zwischen den orthogonalen Polarisationen des Einfallslichtstrahls eine Phasendifferenz von 2πR/λ = 90°. Die linear polarisierte Lichtwelle wird daher in eine kreisförmig polarisierte Lichtwelle mit Rotationsrichtungen entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn umgewandelt. Falls die Verzögerung anders als (2n + 1)λ/4 ist, worin n eine ganze Zahl ist, oder die slow Axis einer Viertelwellenplatte und die lineare Polarisationsachse des Einfallsstrahls anders als Winkel mit 45 Grad ausfallen, dann wird elliptisch polarisiertes Licht erzeugt. Eine ganze Zahl ist hierin als die Werte ... –2, –1,0, 1, 2... einschließend definiert.
Eine linear polarisierte Lichtwelle kann unter Verwendung verschiedener Verzögerungs-Schichten, die eine oder mehrere Verzögerer-Platten in geeigneter Anordnung umfassen, in eine kreisförmig polarisierte Lichtwelle transformiert werden. Um die nachfolgende Erörterung zu erleichtern, werden Viertelwellenplatten, Halbwellenplatten und Vollwellenplatten als Beispiele verwendet werden. In 1A ist eine Viertelwellenplatte 102 mit einer als gepunkteten Linie angezeigten slow Axis gezeigt. 1A zeigt ebenfalls eine Halbwellenplatte 103 und eine Vollwellenplatte 104, wobei eine slow Axis als gepunktete Linie angezeigt ist. Ein Linearpolarisator 105 ist mit einer Polarisationsachse gezeigt, die als ein zweispitziger Pfeil angezeigt ist. Linear polarisiertes Licht 106 ist mit der Polarisation gezeigt, die ebenfalls mit dem doppelspitzigen Pfeil angezeigt ist. Rechtshändig kreisförmig polarisiertes Licht 107 ist als ein Kreis mit einem im Uhrzeigersinn zeigenden Pfeil gezeigt. Linkshändig kreisförmig polarisiertes Licht 108 ist als ein Kreis mit einem entgegen dem Uhrzeigersinn zeigenden Pfeil gezeigt.
Obwohl hierin der Begriff Platte zur Beschreibung von Verzögerern verwendet wird, können Verzögerer einen dünnen oder dicken Film, eine Schicht, eine Lage, oder eine Platte mit verschiedenen Graden von Dicke, Steifheit bzw. Festigkeit und anderen optischen und nicht optischen Eigenschaften umfassen. Eine Bezugnahme auf einen Verzögerer ist somit nicht einschränkend, da der Verzögerer gleichermaßen ein Film, eine Schicht, eine Lage oder ein anderes Medium umfassen kann, das Verzögerung einführt. In ähnlicher Weise kann der Film, die Schicht, die Lage oder Platte selbst mehrere Teilbereiche umfassen. Demgemäß werden Schichten als Platten umfassend beschrieben, wobei sie jedoch anderweitig Unterschichten umfassen können, die Filme, Lagen, etc. umfassen.
Wie in 1B gezeigt, umfasst eine Verzögerungs-Schicht Viertelwellenplatten, Halbwellenplatten, oder Vollwellenplatten, wobei verschiedene Orientierungen von slow Axes (Achsen) zu unterschiedlichen "effektiven Verzögerungen" führen werden. Die Verzögerungs-Schicht 110, die beispielsweise wie gezeigt zwei Viertelwellenplatten mit rechtwinkligen slow Axes umfasst, weist eine effektive Verzögerung auf, die äquivalent zu Null ist. Die Verzögerungs-Schicht 120, die eine Vollwellenplatte und zwei Viertelwellenplatten umfasst, die, wie gezeigt, rechtwinklige slow Axes aufweisen, weist eine effektive Verzögerung auf, die zu einer Vollwellenplatte äquivalent ist. Wie gezeigt, weist außerdem die Verzögerungs-Schicht 130, die eine Vollwellenplatte und eine Halbwellenplatte umfasst, ein effektives Äquivalent zu einer Halbwellenplatte mit einer horizontalen slow Axis auf.
Die 1C–1H zeigen mehrere Verzögereranordnungen 140, 150, 160, 170, 180 und 190, die Kombinationen von Verzögerungs-Platten umfassen, die, wie angezeigt, deren verschiedene relative Orientierung aufweisen. Die Polarisationsachse des linear polarisierten Lichts 106, das auf die slow Axis der Verzögerungs-Platte 102 fällt, beträgt ungefähr 45°. Jede der gezeigten Verzögerungs-Schichten beinhaltet eine ungerade Zahl äquivalenter Viertelwellenplatten mit in jeder Anordnung gezeigter slow Axis. Die Anordnung 140 in 1C ist beispielsweise äquivalent zu einer einzelnen Viertelplatte, die in der vertikalen Richtung eine slow Axis aufweist. Die Anordnung 150 beispielsweise in 1D ist äquivalent zu einer Dreiviertelplatte, die in der vertikalen Richtung eine slow Axis aufweist, etc.. Jede Anordnung polarisiert die lineare Polarisation 106 ausnahmslos kreisförmig, was entweder im Uhr zeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn kreisförmig polarisiertes Licht erzeugt, obwohl sie unterschiedliche effektive Verzögerungen aufweisen.
Obwohl nicht gezeigt, gibt es zahlreiche andere Kombinationen von Verzögerungs-Schichten, die eine effektive Verzögerung von (2n + 1)λ/4 aufweisen, worin n eine ganze Zahl (beispielsweise ...-2, -1, 0, 1, 2,...) ist und λ/4 zwischen 400 nm–700 nm liegt, was entweder im Uhrzeigersinn (rechtshändig), oder entgegen dem Uhrzeigersinn (linkshändig) kreisförmig polarisiertes Licht erzeugt. In gewissen Ausführungsformen können die Verzögerungs-Platten, die die Verzögerungs-Schicht umfassen locker gestapelt oder laminiert sein. Wie vorstehend beschrieben, können diese Schichten Unterschichten umfassen, die unterschiedliche Schichten eines Films umfassen. Es ist ebenfalls zutreffend, dass ein eine einzelne dicke Lage umfassender Verzögerer hergestellt wird, der eine (2n + 1)λ/4 äquivalente Verzögerung aufweist und der ein linear polarisiertes Licht, wie eine einzelne Viertelwellenplatte, kreisförmig polarisiert. Ein dicker Film kann ebenfalls aufgebracht sein. "Eine Verzögerungs-Schicht" mit einer (2n + 1)λ/4 Verzögerung, die einen einzelnen Lagenverzögerer oder einen dicken Film, oder einen Stapel laminierter oder loser Lagen oder anderer Unterschichten umfasst, die Viertelwellenplatten, Halbwellenplatten, oder Vollwellenplatten umfassen, würde somit eine "Gesamt"-slow Axis und eine "Gesamt"-fast Axis aufweisen, die in ähnlicher Weise funktioniert wie die slow und fast Axes einer einzelnen Viertelwellenplatte. Eine derartige Verzögerungs-Schicht wird als "Viertelwellenverzögerer" bezeichnet. Wie vorstehend erwähnt, wird ein anderer Einfallswinkel als 45° oder –45° (und 0° und 90°) zwischen der Polarisationsachse von linear polarisiertem Licht und der slow Axis eines Viertelwellenverzögerers zu elliptisch polarisiertem Licht führen. Durchlassen von Licht durch eine Verzögerungs-Schicht mit einer anderen Verzögerung als ungefähr (2n + 1)λ/4 führt ebenfalls zu elliptisch polarisiertem Licht.
In 2 wird nun eine Flüssigkristallanzeige mit einer nicht-linear polarisierten Lichtausgabe, die hiernach als NLP-LCD abgekürzt wird, gezeigt. Die NLP-LCD 200 umfasst, wobei die Betrachterseite die Frontseite ist, eine Flüssigkristallzelle 210, die eine Elektroden beinhaltende Flüssigkristallschicht 201 umfasst, die zwischen einem vorderen transparenten Substrat 202 und einem hinteren transparenten Substrat 203 liegt. Das vordere Substrat 202 kann eine dünne Glaslage sein, die transparente Elektroden, wie beispielsweise in einem transmissiven oder transflektiven TFT Flüssigkristallanzeigen-Typ, beinhaltet. Das vordere Substrat 202 kann ebenfalls eine dünne Glaslage mit einem Stapel transparenter Verzögerungskompensatorplatten oder Schichten sein, die eine mit transparenten Elektroden, wie beispielsweise in einem reflektierendem, transflektierendem oder transmissivem TN/STN Flüssigkristallanzeigen-Typ, beschichtete Oberfläche aufweisen. Der NLP-LCD 200 kann ebenfalls einen hinteren Polarisator 204 und ein Hintergrundbeleuchtungsmodul 208 in der Rückseite einer Flüssigkristallzelle 210 einschließen. Das Hintergrundbeleuchtungsmodul 208 kann eine hoch effiziente transmissive Hintergrundbeleuchtungszellanordnung sein, die Lagen von Helligkeit verstärkenden Filmen und andere polymere Filme zum Verstärken von Lichtdurchlässigkeit und optischer Leistungsfähigkeiten umfassen. Das Hintergrundbeleuchtungsmodul 208 kann ebenfalls ein transflektiver oder reflektierender Typ eine Beleuchtungseinrichtung sein. Die reflektierende Funktion kann durch Reflexionselektroden (nicht gezeigt) verwirklicht sein, die auf der vorderen Oberfläche des hinteren Substrats 203 aufgebracht sind, oder einem an der Rückseite des hinteren Substrats 203 angeordneten Lagenelement mit transflektiver oder reflektierender Eigenschaft (nicht gezeigt). Beispielsweise wird eine Kombination eines Streuelements und eines reflektierenden Polarisators (nicht gezeigt) wesentlich optimierte optische Leistungen unter der Sonne bereitstellen, die weiter unten ausgeführt werden. Allerdings können Ausführungsformen jegliche herkömmliche Hintergrundbeleuchtungszelle oder Hintergrundbeleuchtungszelle mit hoher Beleuchtungsstärke, beispielsweise mit Kanten- oder Rückseitenlampen, einschließen.
Die NLP-LCD 200 schließt ebenfalls einen ersten Linearpolarisator 206 ein, der auf die vordere Oberfläche der Flüssigkristallzelle 210 gebondet ist. Die NLP-LCD 200 umfasst weiterhin eine vor dem ersten Linearpolarisator 206 befindliche erste Verzögerungs-Schicht 205, beispielsweise einen Viertelwellenverzögerer mit einer Verzögerung von ungefähr (2n + 1)λ/4, worin n eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm–700 nm liegt. Die erste Verzögerungs-Schicht 205 weist eine vordere Oberfläche 207 auf, beispielsweise mit einem Trübungswert von weniger als ungefähr 30 %. Der niedrige Trübungswert der Oberfläche ist zum Verringern spiegelnder Reflexionen zur deutlichen Außensichtbarkeit nützlich. Die vordere Oberfläche 207 kann eine hoch effiziente mehrschichtige Antireflexionsbeschichtung, beispielsweise mit einer Reflexion von weniger als ungefähr 1,5 % sein, um die Oberflächenreflexion 230 zu verringern und den Eintritt von Lichtstrahl 140 zur Reflexionsbeleuchtung 250 zu maximieren. Die vordere Oberfläche 207 kann weiterhin ein getrenntes transmissives Substrat oder Schicht sein, das/die beispielsweise Glas oder Kunststoff, wie PET, PEN, TAC, PC, ARTON, etc. umfasst, wobei dessen/deren vordere Oberfläche mit geringer Trübung, die mit der hoch effizienten mehrschichtigen Antireflexionsbeschichtung beschichtet ist, beispielsweise eine Reflexion von weniger als ungefähr 1,5 % aufweist und wobei dessen/deren hintere Oberfläche mit einem Haftmittel mit angepasstem Index (PSA) an die vordere Oberfläche der ersten Verzögerungs-Schicht 205 laminiert oder auf die vordere Oberfläche der ersten Verzögerungs-Schicht 205 geschichtet ist. In anderen Ausführungsformen kann die vordere Oberfläche 207 einen darauf aufgebrachten Verzögerer oder eine darauf aufgebrachte dünne Filmbeschichtung oder darauf aufgebrachte Mehrfachschicht umfassen. Es sind immer noch andere Konfigurationen möglich (beispielsweise kann die Antireflexionsbeschichtung andernorts lokalisiert sein).
Die erste Verzögerungs-Schicht 205 kann ein einzelner Lagenverzögerer oder ein Stapel laminierter oder loser Lagen sein oder kann ein Film oder mehrere Filme sein. Diese erste Verzögerungs-Schicht kann verschiedene Kombinationen von Verzögererplatten oder Schichten oder Unterschichten, beispielsweise wie vorstehend erwähnt Viertelwellenplatten, Halbwellenplatten, oder Vollwellenplatten umfassen. Eine Viertelwellenplatte mit R/λ = 0,25, worin λ die Wellenlänge im sichtbaren Bereich ist, wäre eine besonders geeignete Verzögerungs-Platte für die Anwendung. Eine perfekte Viertelwellenplatte mit R/λ = 0,25 ist jedoch, wie in 3 gezeigt, aufgrund der Dispersionswirkung schwer herzustellen. Daher können Viertelwellenplatten mit R/λ-Werten in dem Bereich zwischen den, wie in 3 gezeigten Kurven 301 und 302, verwendet werden. Beispielsweise kann eine Viertelwellenplatte mit einem R/λ-Wert zwischen ungefähr 0,216 und 0,315 bei einer Wellenlänge von ungefähr 520 nm verwendet werden. In ähnlicher Weise können Ausführungsformen Halbwellenplatten mit R/λ-Werten in dem Bereich zwischen den, wie in 3 gezeigten, Kurven 303 und 304, umfassen. Beispielsweise kann eine Halbwellenplatte mit einem R/λ-Wert zwischen ungefähr 0,432 und 0,630 bei einer Wellenlänge von ungefähr 520 nm angewendet werden. Ausführungsformen können eine Vollwellenplatte mit einem R/λ-Wert in dem Bereich zwischen den, wie in 3 gezeigten, Kurven 305 und 306, umfassen. Eine Vollwellenplatte kann, beispielsweise mit einem R/λ-Wert zwischen ungefähr 0,864 und 1,260 bei einer Wellenlänge von ungefähr 520 nm verwendet werden. Werte außerhalb dieser Bereiche sind ebenfalls möglich. Die hintere Oberfläche der ersten Verzögerungs-Schicht 205 kann mit einem Haftmittel (PSA) mit angepasstem Index auf die vordere Oberfläche des ersten Linearpolarisators 206 laminiert werden, um einen ersten kreisförmig polarisierenden Verzögerer 260 als Teil der Anzeige zu bilden.
4A und 4B zeigen Diagramme der Konfigurationen 410 und 420, die die erste Verzögerungs-Schicht 205 und den ersten Linearpolarisator 206 umfassen, welche linkshändig beziehungsweise rechtshändig kreisförmig polarisiertes Licht erzeugen. Wie vorstehend mit Bezugnahme auf 1 ausgeführt, weist die erste Verzögerungs-Schicht 205 eine optische slow Axis 401 und eine optische fast Axis 402 auf und wirkt als eine einzelne Viertelwellenplatte. Der erste Linearpolarisator 206 weist eine Polarisationsachse 403 auf. In Blickrichtung von der Vorderseite der Verzögerungs-Schicht 205 auf die Lichtquelle 208 der LCD gesehen, kann die Konfiguration der ersten Verzögerungs-Schicht 205 und des ersten Linearpolarisators 206 durch den zwischen der slow Axis 401 der ersten Verzögerungs-Schicht 205 und der Polarisationsachse 403 des ersten Linearpolarisator 206 bestehenden Winkel θ₁ definiert werden. Wie allgemein definiert, weist Winkel θ₁ einen positiven Wert auf, falls er von der slow Axis 401 der ersten Verzögerungs-Schicht entgegen dem Uhrzeigersinn zu der Polarisationsachse 403 der ersten Linearpolarisator 206 vergrößert wird. Andererseits weist θ₁ einen negativen Wert auf, falls er von der slow Axis 401 der ersten Verzögerungs-Schicht 205 im Uhrzeigersinn zu der Polarisationsachse 403 des ersten Linearpolarisators 206 vergrößert wird.
Projektionen von den zwei unterschiedlichen Konfigurationen 410 und 420 zwischen der ersten Verzögerungs-Schicht 205 und dem ersten Linearpolarisator 206 sind in 4A beziehungsweise 4B gezeigt. In der Konfiguration 410 in 4A, in der θ₁ im Wesentlichen 45° beträgt, wird durch die LCD emittiertes Licht 220 in eine entgegen dem Uhrzeigersinn kreisförmig polarisiertes Lichtwelle 404 umgewandelt, was nach Definition eine linkshändig kreisförmige Polarisation darstellt. Der kreisförmig polarisierende Verzögerer 260, der die erste Verzögerungs-Schicht 205 und den ersten Linearpolarisator 206 umfasst, wird daher als eine linkshändig kreisförmige Polarisationskonfiguration aufweisend, bezeichnet. Desgleichen, wie in Konfiguration 420 in 4B gezeigt, in der θ₁ im Wesentlichen –45° beträgt, wird durch die LCD emittiertes Licht 220 in eine im Uhrzeigersinn kreisförmig polarisierte Lichtwelle 405 umgewandelt, was nach Definition eine rechtshändig kreisförmige Polarisation darstellt. Der kreisförmig polarisierende Verzögerer 260 wird als eine rechtshändig kreisförmige Polarisationskonfiguration aufweisend bezeichnet. Andere Winkel als –45° oder 45° (und 0° und 90°) bewirken, dass das emittierte Licht eine elliptische Polarisation aufweist.
Erneut bezüglich auf 2, wird die erste Verzögerungs-Schicht 205 im Verhältnis zu dem ersten Linearpolarisator 206 geeignet angeordnet, dann emittiert die NLP-LCD 200 ein nichtlinear polarisiertes Licht 220- beispielsweise, abhängig davon wie der erste Verzögerer 205 und der erste Linearpolarisator 206 ausgerichtet sind ein elliptisch oder ein kreisförmig polarisiertes Licht. Obwohl elliptisch oder kreisförmig polarisiert, bleibt die Beleuchtungsintensität der NLP-LCD 200 im Wesentlichen erhalten und die optische Leistungsfähigkeit der NLP-LCD funktioniert mindestens eben so gut wie eine herkömmliche linear polarisiertes Licht emittierende LCD. Der Vorteil eine kreisförmig polarisierte Beleuchtung aufzuweisen besteht beispielsweise darin eine Anzeigenleistung für einen Träger von polarisierten Sonnenbrillen zu verstärken, was nachfolgend detaillierter ausgeführt wird.
5A–5D stellen Diagramme dar, die schematisch für einen herkömmlichen LCD oder einen herkömmlichen polarisierten Berührungsbildschirm die Auswirkung bzw. Wirkung der Betrachtungsrichtung auf die scheinbare Helligkeit für einen Betrachter zeigen, der eine polarisierte Sonnenbrille trägt. Normalerweise wird die Polarisationsrichtung von Licht einer Flüssigkristallanzeige durch die Orientierung der Polarisationsachse des vor der Flüssigkristallzelle angeordneten Linearpolarisators bestimmt, was bezüglich eines Anzeigenmodulators beschrieben wird. Richtungen von 0° (horizontal) und 90° (vertikal) in einer Landschafts- und Portraitansicht eines Anzeigenmoduls (oder Berührungsfeldmoduls) sind in 510 und 520 in 5A gezeigt. Die Polarisationsrichtung einer herkömmlichen TFT LCD oder eines Berührungsfelds beträgt gewöhnlich 45° oder 135°, und in gewissen größer formatierten LCDs im Wesentlichen 0°. Polarisierte Sonnenbrillen weisen gewöhnlich eine vertikale Weiterleitung auf, um das starke horizontal polarisierte gestreute/reflektierte Sonnenlicht herauszublocken. Abhängig von der Betrachtungsposition eines eine polarisierte Sonnenbrille tragenden Betrachters 501, bildet die Polarisationsrichtung 502 von Licht von der LCD oder dem Berührungsfeld, beispielsweise 45° in 5B–5C, einen Winkel θ mit der Weiterleitungsrichtung 503 der polarisierten Sonnenbrille, die immer vertikal zu den Augen des Betrachters verläuft. Die scheinbare Helligkeit der LCD auf den Betrachter wird daher einen Faktor cosθ zu der tatsächlichen Helligkeit der LCD beitragen. Befindet sich der Betrachter somit in der üblichsten geraden vorderen Betrachtungsposition, die in 530 in 5B gezeigt ist, dann ist θ ungefähr 45°, wobei von dem Betrachter ungefähr die Hälfte der LCD-Helligkeit gesehen werden wird. Bewegt sich der Betrachter, wie in 540 in 5C gezeigt, zu deren oder dessen linken Seite, dann beträgt θ ungefähr 0° und cosθ ist gleich zu 1, so dass das meiste Licht von der LCD gesehen werden wird. Bewegt sich der Betrachter, wie in 550 gezeigt, zu deren oder dessen rechten Seite, dann beträgt θ ungefähr 90° und da cos90° gleich 0 ist, wird von dieser Betrachtungsposition wenig von dem LCD-Licht gesehen werden.
Die 6A–6C zeigen die Auswirkung einer Betrachtungsrichtung von einem eine polarisierte Sonnenbrille tragenden Betrachter auf die scheinbare Helligkeit der NLP-LCD 200. Das Licht von der NLP-LCD 200 ist kreisförmig polarisiert, um entweder linkshändig oder rechtshändig zu sein. Der Betrachter ist durch 501 angezeigt und die Weiterleitungsrichtung der polarisierten Sonnenbrille wird durch 503 angezeigt. Das kreisförmig polarisierte LCD-Licht wird als 602 angezeigt, was in dieser Darstellung rechtshändig ist. Befindet sich der Betrachter 501 in der vorderen Position 610, dann wird die Beziehung des kreisförmig polarisierten Lichts 602 zu der Weiterleitungsrichtung der polarisierten Sonnenbrille 503 in 640 gezeigt. Es wird ungefähr die Hälfte des kreisförmig polarisierten Lichts durch die polarisierte Sonnenbrille selektiv durchgelassen. Bewegt sich der Betrachter 501, wie in 6B gezeigt, nach Links 620, dann wird die Beziehung des kreisförmig polarisierten Lichts 602 zu der Weiterleitungsrichtung der polarisierten Sonnenbrille 503 in 650 gezeigt. Erneut wird ungefähr die Hälfte des kreisförmig polarisierten Lichts durch die polarisierte Sonnenbrille selektiv durchgelassen. Bewegt sich der Betrachter, wie in 6C gezeigt, nach rechts 630, dann wird die Beziehung des kreisförmig polarisierten Lichts 602 zu der Weiterleitungsrichtung der polarisierten Sonnenbrille in 660 gezeigt. Ungefähr die Hälfte des kreisförmig polarisierten Lichts wird wieder durch die polarisierte Sonnenbrille selektiv durchgelassen. Somit ist im Wesentlichen in allen Betrachtungspositionen der NLP-LCD 200 ungefähr die Hälfte der LCD-Helligkeit für einen eine polarisierte Sonnenbrille tragenden Betrachter sichtbar.
Die 7A zeigt ein Diagramm der scheinbaren Helligkeit von verschiedenen Betrachtungszonen für eine herkömmliche LCD oder eine zusammen mit einem polarisierten Touchbildschirm integrierten LCD, die linear polarisiertes Licht erzeugt. Wie nachstehend mit Bezugnahme auf 5A–5C ausgeführt, erscheint polarisierte Sonnenbrillen tragenden Betrachtern eine herkömmliche LCD oder eine in einem regulär polarisierten Berührungsfeld integrierte LCD mit linear polarisiertem Licht abhängig davon ob die Weiterleitungsrichtung jeweils 135°, 45° oder 0° beträgt entweder in Zonen 701, Zonen 702 oder Zonen 703 schwarz.
7B zeigt die scheinbare Helligkeit von verschiedenen Betrachtungszonen für die NLP-LCD 200, die an polarisierte Sonnebrillen tragende Betrachter kreisförmig polarisiertes Licht ausgibt. Erörterungen in Verbindung mit 6A–6C zeigen, dass die NLP-LCD 200 mit kreisförmig polarisiertem Licht eine bessere optische Eigenschaft für Außenanwendungen aufweist, da sie eine gleich bleibende Helligkeit in alle Betrachtungszonen um NLP-LCD, ungeachtet von der Betrachtungszone des Betrachters, an polarisierte Brillen tragende Betrachter liefern kann. Somit weist die NLP-LCD 200 gegenüber einer herkömmlichen LCD einen Vorteil auf, da sie doch in allen Betrachtungsrichtungen polarisierte Sonnenbrillen tragenden Betrachtern im Wesentlichen gleich bleibende Helligkeit bietet. Verglichen zu einer herkömmlichen LCD wird eine angenehmere und komfortablere visuelle Erfahrung bereitgestellt. Obwohl eine kreisförmige Polarisationsausgabe durch die NLP-LCD 200 als ein Beispiel angegeben ist, um den Vorteil eines Bereitstellens einer Flüssigkristallanzeige mit einem nicht-linear polarisierten Licht gegenüber der herkömmlichen Flüssigkristallanzeige mit linear polarisiertem Licht zu zeigen, ist es möglich eine Flüssigkristallanzeige mit elliptisch polarisiertem Licht aufzuweisen und immer noch eine Verbesserung dadurch bereitzustellen, dass die Wirkung der Schwarzzonen für polarisierte Sonnenbrillen tragende Betrachter abgeschwächt wird.
In einer anderen Ausführungsform werden geeignete Betrachtungszonen einer Anzeige dadurch erreicht, dass die Polarisationsrichtung des Ausgabelichts durch die Anzeige um 90 Grad gewandelt wird. Die Vorteile einer derartigen Anordnung werden nachfolgend ausführlicher besprochen.
In 8 ist ein Diagramm einer beispielhaften NLP-LCD Gehäusestruktur 800 gezeigt. Die NLP-LCD Struktur 800 umfasst eine auf den Betrachter gerichtete Vorderseite, eine NLP-LCD 200 (siehe 2) mit einer transflektiven Lage 801, eine zweite Verzögerungs-Schicht 805, die eine vor der ersten Verzögerungs-Schicht 205 befindliche hintere Oberfläche 806 aufweist, und einen vor der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 befindlichen zweiten Linearpolarisator 807. In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen ist die zweite Verzögerungs-Schicht 805 ein Viertelwellenverzögerer mit einer Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4, worin m eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm–700 nm liegt. Diese zweite Verzögerungs-Schicht 805 kann, beispielsweise, ein einzelner Lagenverzögerer oder ein Stapel laminierter oder loser Lagen oder ein Film oder mehrere Filme sein. Kombinationen von Viertelwellenplatten, Halbwellenplatten, oder Vollwellenplatten können verwendet werden. Es können Viertelwellenplatten mit einem R/λ-Wert in dem, wie in 3 gezeigten, Bereich von beispielsweise zwischen den Kurven 301 und 302 verwendet werden. Beispielsweise kann eine Viertelwellenplatte mit einem R/λ-Wert zwischen ungefähr 0,216 und 0,315 bei einer Wellenlänge von 520 nm angewendet werden. Es können Halbwellenplatten mit einem R/λ-Wert in dem, wie in 3 gezeigten Bereich beispielsweise zwischen den Kurven 303 und 304 verwendet werden. Beispielsweise kann eine Halbwellenplatte mit einem R/λ-Wert zwischen ungefähr 0,432 und 0,630 bei einer Wellenlänge von ungefähr 520 nm verwendet werden. Und es können Vollwellenplatten mit einem R/λ-Wert in dem, wie in 3 gezeigten, Bereich, beispielsweise zwischen den Kurven 305 und 306 verwendet werden. Beispielsweise kann eine Vollwellenplatte mit einem R/λ-Wert zwischen ungefähr 0,864 und 1,260 bei einer Wellenlänge von ungefähr 520 verwendet werden.
Die hintere Oberfläche des zweiten Linearpolarisators 807 kann an die vordere Oberfläche der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 laminiert oder daran ausgebildet sein. Die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 kann im Wesentlichen mit einem Winkel in dem Bereich von ungefähr ±(25°–65°) zu der slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht 805, beispielsweise mit ungefähr ±45°, eingestellt werden, um die zweite kreisförmig polarisierende Platte 840 zu bilden. Wie jedoch nachfolgend ausgeführt wird, kann die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807, ungeachtet von der Orientierung der Polarisationsachse des ersten Linearpolarisators 205, mit einer Orientierung irgendwo von 0 bis 360° geeignet eingestellt werden.
In 8 wird eine Lücke zwischen den ersten und zweiten kreisförmig polarisierenden Verzögerern 260 und 860 gezeigt. In dieser Lücke kann ein Element wie beispielsweise ein Touchbildschirmpaneel, ein EMI-Schild, ein IR-Blocker, oder ein Heizeinrichtung angeordnet werden. Wie nachfolgend ausführlicher ausgeführt wird, können derartige Elemente wesentliche Rückreflexionen einführen. Der zweite kreisförmig polarisierende Verzögerer 840 verringert die Reflexion von diesen Elementen und der erste kreisförmig polarisierende Verzögerer 260 erhöht die Weiterleitung von LCD-Licht durch den zweiten kreisförmig polarisierenden Verzögerer 840, wodurch die Helligkeit und der Kontrast der Anzeige verstärkt wird. Wie der zweite kreisförmig polarisierende Verzögerer 840 diese Rückreflexion verringert und wie der erste kreisförmig polarisierende Verzögerer 260 die Weiterleitung von LCD-Licht durch den zweiten kreisförmig polarisierenden Verzögerer 840 erhöht, wird nachfolgend ausführlicher ausgeführt.
Um den Vorgang der ersten und zweiten kreisförmig polarisierenden Verzögerer 260 und 840 in der NLP-LCD Gehäusestruktur besser zu verstehen, wird die Ausbreitung einer Lichtwelle durch Verzögerungs-Platten zwischen zwei Linearpolarisatoren mit Bezugnahme auf 9A–9C ausgeführt. Insbesondere sind 9A–9C schematische Diagramme eines Lichts, das sich zwischen zwei Linearpolarisatoren mit dazwischen angeordneten verschiedenen Verzögerungs-Schichten ausbreitet. Der emittierte Lichtstrahl ist als 901 bezeichnet und die Lichtausbreitungsrichtung ist durch 930 angezeigt.
In Anordnung 900 in 9A kommt lediglich eine Viertelwellenplatte 205 vor, wobei die slow Axis zwischen den zwei Linearpolarisatoren 206 und 807 mit einer gepunkteten Line angezeigt ist. Der erste Linearpolarisator 206 weist eine Polarisationsachse auf, die das Einfallslicht 901 als die linear polarisierte Lichtwelle 902 selektiv durchlässt. Wird Licht 902 durch die Verzögerungs-Platte 205 durchgelassen, dann wird es in kreisförmig polarisiertes Licht 904 umgewandelt, von dem ungefähr 40–50 % selektiv durch den zweiten Linearpolarisator 807 durchgelassen werden. Demgemäß ermöglichen Anordnungen mit einer ungeraden Anzahl (2p + 1), worin p eine ganze Zahl ist, von Viertelwellenplatten, die sich zwischen den zwei Linearpolarisatoren 206 und 807 befinden, in ähnlicher Weise zumindest 40–50 % des Einfallslichts 901 durch den zweiten Linearpolarisator 807 weiterzuleiten, wie Anordnung 900, welche ein Beispiel derartiger Anordnungen mit p = 0 ist.
In Anordnung 910 in 9B sind zwei Verzögerungs-Platten zwischen den Linearpolarisatoren 206 und 807 angeordnet. Die erste Verzögerungs-Platte 205 und der erste Linearpolarisator 206 bilden zusammen einen kreisförmig polarisierenden Verzögerer 260, der eine linkshändige Konfiguration aufweist. Licht 901 wird selektiv durch den ersten Linearpolarisator 206 durchgelassen und tritt aus der ersten Verzögerungs-Platte 205 als linkshändig kreisförmig polarisiertes Licht 904 hervor. Das kreisförmig polarisierte Licht 904 wird weiterhin propagiert und durch die zweite Verzögerungs-Platte 805 durchgelassen, wobei die slow Axis durch die gepunktete Linie angezeigt ist. Das Licht 904 wird dabei in linear polarisiertes Licht 906 umgewandelt, wobei die Polarisation rechtwinklig zu dem linear polarisierten Licht 902 steht. Um das linear polarisierte Licht 906 durchzulassen, steht, wie in Anordnung 910 gezeigt, die Polarisationsachse 911 des zweiten Linearpolarisators 807 rechtwinklig zu der Polarisationsachse des Linearpolarisators 206. Eine derartige Anordnung macht die Konfiguration der zweiten kreisförmig polarisierenden Platte 840 zu einer linkshändigen, welche die gleiche Konfiguration wie der erste kreisförmig polarisierende Verzögerer 260 ist, der den ersten Linearpolarisator 206 und die erste Verzögerungs-Platte 205 umfasst.
9C zeigt eine Anordnung 920, die vier Viertelwellenplatten 205, 921, 922 und 805 zwischen den Linearpolarisatoren 206 und 807 umfasst. In ähnlicher Wiese wird die Lichtwelle 901 kreisförmig polarisiert nachdem sie durch die erste Verzögerungs-Platte 205 durchgelassen wurde und als kreisförmig polarisiertes Licht 904 hervortritt. Die Lichtwelle 904 wird durch die Viertelwellenplatten 921, 922 und 805 propagiert, die deren durch die gepunkteten Linien angezeigten slow Axes aufweisen und wird in linear polarisiertes Licht 908 umgewandelt. Das linear polarisierte Licht 908 weist die gleiche Polarisation wie das linear polarisierte Licht 902 auf. Um das linear polarisierte Licht 908 durchzulassen, weist der zweite Linearpolarisator 807, wie gezeigt, die Polarisationsachse 923 auf. Diese Konfiguration des zweiten kreisförmig polarisierenden Verzögerers 840, der die zweite Verzögerungs-Platte 805 und den zweiten Linearpolarisator 807 umfasst, ist rechtshändig, was die umgekehrte Konfiguration des ersten kreisförmig polarisierenden Verzögerers 260 darstellt, der den ersten Linearpolarisator 206 und die erste Verzögerungs-Platte 205 umfasst. Sind, obwohl nicht gezeigt, sechs Viertelwellenplatten zwischen den zwei Linearpolarisatoren 206 und 807, dann sollten die Konfigurationen der zweiten und ersten kreisförmigen Verzögerer 260, 840 gleich sein (beispielsweise beide linkshändig), um eine wesentliche Menge von 901 durchzulassen.
Es kann verallgemeinert werden, dass um eine wesentliche Weiterleitung der Lichtwelle 901 von dem ersten Linearpolarisator 206 durch den zweiten Linearpolarisator 807 aufzuweisen, eine gerade Anzahl Viertelwellenplatten zwischen zwei Linearpolarisatoren 206 und 807 angeordnet wird, die eine Verzögerung von ungefähr 2pλ/4 erzeugen, worin p eine positive ganze Zahl ist. In den gezeigten Anordnungen liegen die slow Axes (Achsen) der Verzögererplatten parallel. In bestimmten Ausführungsformen können die slow Axes der Verzögererplatten mit anderen Orientierungen angeordnet sein und zu einer effektiven Verzögerung von 2pλ/4 führen, wobei immer noch die effektive Weiterleitung vom Licht 901 durch 807 ermöglicht wird. Eine Verzögerungs-Schicht, die eine andere effektive Verzögerung als 2pλ/4 aufweist, wird jedoch eine Weiterleitung von 901 durch 807 mit einer geringeren Effektivität ermöglichen.
Zusätzlich zu einer effektiven Weiterleitung von Licht 901, ist es ebenfalls wünschenswert einen Aufbau bereitzustellen, der eine Reflexion von Einfallslicht von Bestandteilen in dem Anzeigensystem effektiv verhindern kann. Darstellung 960 in 9D zeigt, wie reflektiertes Licht verringert oder minimiert wird. Wie nachfolgend ausgeführt, kann die Rückreflexion blockiert werden, falls Einfallslicht 940 kreisförmig polarisiertes Licht 980 ist, das die Reflexionsoberfläche 950 erreicht. Daher kann die vor der Reflexionsoberfläche 950 befindliche Verzögerungs-Schicht 990 eine ungerade Anzahl von Viertelwellenplatten umfassen, wie in 1 ausgeführt, um kreisförmig polarisiertes Licht von linear polarisiertem Licht zu erzeugen. Wenn desgleichen eine gerade Anzahl von Viertelwellenplatten zwischen den Linearpolarisatoren 206 und 807 in dem System verwendet werden soll, dann können die Viertelwellenplatten in Abschnitte vor und hinter der Reflexionsoberfläche aufgeteilt werden. Die Anordnung 910 in 9B zeigt zwei Verzögerungs-Schichten mit ungerader Anzahl von Viertelwellenplatten in jeder Schicht, wie beispielsweise (2m + 1)λ/4 und (2n + 1)λ/4, worin m und n ganze Zahlen sind. Die Anordnung 910 beinhaltet zwei Viertelwellenplatten, die auf zwei Verzögerungs-Schichten 205, 805 mit m = 0 beziehungsweise n = 0 aufgeteilt sind. Jede Verzögerungs-Schicht 205, 805 bildet mit den entsprechenden ersten und zweiten Linearpolarisatoren 206, 807, einen kreisförmig polarisierenden Verzögerer 260 und 840 mit linkshändiger Konfiguration. In ähnlicherweise beinhaltet in 9C Anordnung 920 vier Viertelwellenplatten, die unter Verwendung von zwei unterschiedlichen Ansätzen, mit m = 1 und n = 0 oder mit m = 0 und n = 1, auf zwei Verzögerungs-Schichten aufgeteilt werden können. In jedem Fall weisen die erhaltenen kreisförmig polarisierenden Verzögerer 260 und 840 umgekehrte Konfigurationen auf. Demgemäß kann verallgemeinert werden, dass wird (m + n) gleich 0 oder eine gerade ganze Zahl, dann sind die Konfigurationen der kreisförmig polarisierenden Verzögerer 260 und 840 miteinander gleich, und wird (n + m) eine ungerade ganze Zahl, dann sind die Konfigurationen der kreisförmig polarisierenden Verzögerer 260 und 840 umgekehrt zueinander.
Erneut hinsichtlich 8, weist die NLP-LCD Gehäusestruktur 800 zwei Viertelwellenplatten 205, 805 zwischen den ersten und zweiten Linearpolarisatoren 206 und 807 auf. Die Ausbreitung von Licht 820 durch die Struktur 800 ist daher mit der Ausbreitung von 901 in Anordnung 910 von 9B äquivalent. Demgemäß sind die Konfigurationen der ersten und zweiten kreisförmig polarisierenden Verzögerer 260 und 840 in bestimmten bevorzugten Ausführungsformen die gleichen (beispielsweise beide linkshändig oder beide rechtshändig). Wenn beispielsweise der erste kreisförmig polarisierende Verzögerer 260 rechtshändig ist, dann wird die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 im Wesentlichen bei –45° zu der slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 eingestellt, was die zweite kreisförmig polarisierende Platte 840 rechtshändig macht. Und falls die kreisförmig polarisierende Platte 260 linkshändig ist, dann wird die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 im Wesentlichen mit 45° zu der slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 eingestellt, was die zweite polarisierende Platte 840 linkshändig macht. In einer derartigen Anordnung werden die transmissive Beleuchtung 820 und die reflektierende Beleuchtung 850 in ähnlicherweise wie die Lichtwelle 901 von Anordnung 910 in 9B propagiert, und können den Augen des Betrachters effektiv bereitgestellt beziehungsweise geliefert werden.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Orientierung des zweiten Linearpolarisators 807, wie nachfolgend ausführlicher ausgeführt, bei einem beliebigen Winkel von 0 bis 360 Grad frei eingestellt werden. Diese freie Rotation des zweiten Linearpolarisators kann beispielsweise zu einer Anzeige führen, einer Anzeige mit integriertem funktionellem Teil mit geeigneten Betrachtungszonen für polarisierte Sonnenbrillen tragende Betrachter. Wie in 9B gezeigt, kann der zweite kreisförmige Verzögerer 840 bezüglich des ersten kreisförmigen Verzögerer 260 frei gedreht werden. Der zweite kreisförmige Verzögerer 840 wird in jedem Fall die kreisförmig polarisierte Lichtwelle 904 in linear polarisiertes Licht 906 umwandeln. Demgemäß kann der zweite Linearpolarisator 807 bei einem beliebigen Winkel von 0 bis 360 Grad ausgerichtet sein.
Das Ergebnis ist in 10A–10D gezeigt, die schematische Diagramme der kreisförmigen Polarisation darstellen, die durch verschiedene Orientierungen des zweiten kreisförmig polarisierenden Verzögerers 840 mit einer definierten Konfiguration der zweiten Verzögerungs-Platte 805 und den zweiten Linearpolarisator 807 erzeugt werden. Die NLP-LCD Lichtausgabe ist in den Darstellungen beispielsweise ein linkshändig kreisförmig polarisiertes Licht 1011. Von der Vorderseite des zweiten Linearpolarisators aus betrachtet in Richtung LCD Lichtquelle blickend, wird der Winkel zwischen der Polarisationsachse 1001 des zweiten Linearpolarisators 807 zu der slow Axis 1002 der zweiten Verzögerungs-Platte 805 als θ₂ definiert. Falls θ₂ von der Polarisationsachse 1001 entgegen dem Uhrzeigersinn zu der slow Axis 1002 vergrößert wird, dann ist der Winkel positiv. Falls andererseits θ₂ von der Polarisationsachse 1001 im Uhrzeigersinn zu der slow Axis 1002 vergrößert wird, dann ist der Winkel negativ. Der zweite kreisförmig polarisierende Verzögerer 840 weist in dem Fall eine linkshändige Konfiguration auf, wo die Weiterleitung 1001 des zweiten Linearpolarisators 807 bezüglich der slow Axis 1002 der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 ungefähr 45° beträgt. Die verschiedenen Orientierungen der kreisförmig polarisierenden Platte 840 sind als 1003, 1005, 1007 beziehungsweise 1009 in 10A–10D dargestellt. Die kreisförmig polarisierte Lichtausgabe 1004, 1006, 1008 und 1010 von der NLP-LCD in den dargestellten Ausführungsformen mit den entsprechenden Orientierungen 1003, 1005, 1007, 1009 sind jeweils linkshändig. Obwohl nicht alles gezeigt ist, würde jegliche Rotation des Zirkularpolarisators 840 in dem Bereich von 0° bis 360° Einfallslicht ausnahmslos kreisförmig polarisieren, wodurch linkshändig kreisförmig polarisiertes Licht erzeugt wird, solange die Konfiguration des zweiten Linearpolarisators 807 und der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 im Wesentlichen erhalten bleibt. Außerdem wird das von der hinteren Seite der zweiten Verzögererplatte 805 mit linkshändiger Konfiguration emittierte Licht durch den zweiten Linearpolarisator 807 weitergeleitet.
Demgemäß können derart wie in 8 gezeigte Ausführungsformen die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 aufweisen, die bei einer beliebigen Orientierung von 0 bis 360 Grad bezüglich der Polarisationsachse des ersten Linearpolarisators 206 eingestellt ist, ohne die Weiterleitungseffektivität von LCD-Licht einzuschränken. Von den möglichen Orientierungen für die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 wird in bestimmten bevorzugten Ausführungsformen eine Orientierung von ungefähr 90 Grad verwendet. Der Vorteil eines Einstellens der Polarisationsachse bei 90° kann aus der folgenden Betrachtung verstanden werden.
Die scheinbare Helligkeit wie sie durch einen eine polarisierte Sonnenbrille tragenden Betrachter für verschiedene Betrachtungszonen eines Anzeigensystems, das mit ungefähr 90° bezüglich der Horizontalen orientiertes, linear polarisiertes Licht ausgibt, gesehen wird, wird in 11A und 1B schematisch dargestellt. Wie in 11A gezeigt weist das Anzeigen system 1100 eine Weiterleitungsrichtung 1101 von 90° auf. Die Weiterleitungsrichtung 1101 bildet mit der Polarisationsachse 503 der polarisierten Sonnenbrille des Betrachters, abhängig von dem Betrachterstandort, verschiedene Winkel θ. Befindet sich der Betrachter 501 in der gebräuchlichsten geraden vorderen Betrachtungsposition 1102, dann ist θ, wie in 1120 gezeigt, ungefähr 0°, in der die meiste LCD-Helligkeit gesehen wird. Dieser Bereich beziehungsweise diese Fläche ist als der Hellbereich G1 in 1110 in 11B markiert. Aus dem gleichen Grund ist der Bereich G2 ebenfalls ein Bereich völliger Helligkeit. Bewegt sich der Betrachter jedoch, wie in 1103 in 11A gezeigt, auf deren oder dessen linke Seite, dann beträgt θ ungefähr 45°, und die LCD wird ungefähr halb so hell erscheinen, wie in 1130 gezeigt. Dieser Bereich ist als der schattierte Bereich H1 in 1110 in 11B markiert. Aus dem gleichen Grund würden die Bereiche H2, H3 und H4 der LCD ebenfalls ungefähr halb so hell erscheinen. Befindet sich der Betrachter 501 lediglich auf beiden Seiten der LCD, wie beispielsweise Position 1104 in 11A, dann würde θ, wie in 1140 gezeigt, ungefähr 90° betragen und der Betrachter würde wenig von dem Licht von der LCD sehen. Dieser Bereich ist als der dunkle Bereich I1 in 1110 in 11B markiert. Aus dem gleichen Grund würde der Bereich I2 ebenfalls dunkel erscheinen. Das Anzeigensystem 1110 mit einer 90° Weiterleitungsrichtung bietet, verglichen mit einer herkömmlichen Anzeige oder einem polarisierten Berührungsfeld das, wie in 7 gezeigt, eine Lichtweiterleitungsrichtung von ungefähr 45°, 135°, oder 0° aufweist, daher viel mehr geeignete Betrachtungszonen für im Freien beziehungsweise Draußen befindliche eine polarisierte Sonnenbrille tragende Betrachter, obwohl die Kantenbetrachtungsbereiche I1 und I2 dunkel sind.
Demgemäß ist es vorteilhaft die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 (siehe 8) für Außenanwendungen, insbesondere für eine polarisierte Sonnenbrille tragende Betrachter bei ungefähr 90° einzustellen. In gewissen Ausführungsformen kann, abhängig von den Eigenschaften der verwendeten ersten und zweiten Verzögerungselemente 205 und 805 aufgrund der optischen Charakteristika der Verzögerer, wie beispielsweise Ungleichmäßigkeit bei Verzögerungseigenschaften, manchmal eine Farbverzerrung beobachtet werden. Eine Farbkorrektur kann jedoch entweder dadurch erreicht werden, dass Winkel θ₁ zwischen der ersten Verzögerungs-Schicht 205 und dem ersten Linearpolarisator 206 oder indem Winkel θ₂ zwischen dem zweiten Linearpolarisator 807 und der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 versetzt wird. In verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen wird beispielsweise der Winkel θ₁ zwischen der ersten Verzögerungs-Schicht 205 und dem ersten Linearpolarisator 206 von ±45° versetzt. Der Betrag einer Winkeleinstellung kann bis zu ungefähr ±20° bezüglich ±45° betragen. In ähnlicher Weise wird der Winkel θ₂ zwischen der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 und dem zweiten Linearpolarisator 807 von ±45° versetzt. Der Betrag einer Winkeleinstellung kann bis zu ungefähr ±20° bezüglich ±45° betragen. Alternativ kann eine gerade Anzahl von Viertelwellenplatten zwischen die ersten und zweiten Verzögerungs-Schichten 205 und 805 als Farbkorrekturlagen eingefügt werden. Andere Konfigurationen sind ebenfalls möglich.
Wie vorstehend ausgeführt, können zahlreiche elektronische Außenanwendungen ebenfalls die Beigabe eines transparenten Schutzelements oder anderer funktioneller Teile bedingen, die hoch reflektierende Filme, wie beispielsweise EMI-Schild (EMI), IR-Block (IR), LCD-Bildschirmheizeinrichtung (Heizeinrichtung) und Widerstands-Berührungsfeld (RTP) umfassen. Die folgenden Ausführungen werden ein derartiges Schutzelement und funktionelle Teile aufzeigen, die einfach in die Gehäusestruktur eines NLP-LCD 800 (beispielsweise in 8 gezeigt) eingefügt und aufbewahrt werden können und keine signifikanten Reflexionen einführen.
12A zeigt ein polarisierendes transparentes Schutzelement, das zusammen mit einer Flüssigkristallanzeige, mit oder ohne anderer funktioneller Teile, integriert ist. Die integrale polarisierende transparente Stützelementanzeige 1200 (beispielsweise PT-TRIOLCD, von Advanced Link Photonics, Inc., Tustin, California) umfasst, wobei die Betrachterseite die Vorderseite ist, eine Flüssigkristallzelle 210, die eine Flüssigkristallschicht 201 umfasst, die zwischen einem vorderen Substrat 202 und einem eine Elektrode beinhaltenden hinteren Substrat 203 liegt. Das vordere Substrat 202 kann eine dünne Glaslage umfassen, die transparente Elektroden umfasst, beispielsweise wie in einem transmissiven oder transflektiven Typ einer TFT Flüssigkristallanzeige. Das vordere Substrat 202 kann ebenfalls eine dünne Glaslage mit einem Stapel von transparenten Verzögerungskompensatorplatten umfassen, die eine mit transparenten Elektroden beschichtete Oberfläche aufweisen, beispielsweise wie in einem reflektierenden, transflektivem oder transmissivem Typ einer TN/STN Flüssig kristallanzeige. Die integrale Anzeige 1200 (beispielsweise PT-TRIOLCD) kann ebenfalls einen hinteren Polarisator 204 und ein Hintergrundbeleuchtungsmodul 208 an der hinteren Seite einer Flüssigkristallzelle 210 einschließen. Das Hintergrundbeleuchtungsmodul 208 kann eine hoch effiziente transmissive Hintergrundbeleuchtungszellenanordnung umfassen, die Lagen von Helligkeit verstärkenden Filmen und anderen polymeren Filmen zum Verstärken einer Lichtweiterleitung und optischen Leistungsfähigkeit umfasst. Es kann jedoch jede beliebige herkömmliche Hintergrundbeleuchtungszelle oder Hintergrundbeleuchtungszelle von hoher Helligkeit mit Kanten- oder Rückseitenlampen verwendet werden. Andere Hintergrundbeleuchtungszellen sind ebenfalls möglich. Das Hintergrundbeleuchtungsmodul 208 kann ebenfalls ein transflektiver oder reflektierender Typ einer Lichteinrichtung mit einem Transflektor oder einem Reflektor sein. Der Transflektor oder Reflektor kann die reflektierenden Elektroden (nicht gezeigt) sein, die an der vorderen Oberfläche des hinteren Substrats 203 angeordnet sind, oder ein Lagenelement 1201 mit tranflektierenden oder reflektierenden Eigenschaften, die an der hinteren Seite der Flüssigkristallschicht 201 positioniert ist.
In einer Ausführungsform kann das Lagenelement 1201 lediglich einen reflektierenden Polarisator umfassen. In anderen Ausführungsformen umfasst das Lagenelement 1201 ein Streuelement oder Struktur 1234 und einen reflektierenden Polarisator 1235. Der reflektierende Polarisator 1235 kann weniger als ungefähr 10 % der Einfallslichtenergie absorbieren. Der reflektierende Polarisator 1235 kann ebenfalls einen Extinktionskoeffizienten aufweisen, der als die Transmission der p Zustandspolarisation geteilt durch die Transmission der S Zustandspolarisation definiert ist, der beispielsweise von ungefähr 1,5 bis 9 reicht. Zusätzlich kann, in gewissen Ausführungsformen, die Polarisationsachse des reflektierenden Polarisators 1235 parallel zu der Polarisationsachse des hinteren Polarisators 204 sein oder innerhalb von ungefähr (+/–) 60 Grad in Bezug zu dieser sein. Der hintere Polarisator 204 und der reflektierende Polarisator 1235 können durch Laminieren mittels einer Haftmittelschicht als eine Einheit ausgebildet sein. In gewissen Ausführungsformen ist es ebenfalls möglich, dass der reflektierende Polarisator als der hintere Polarisator 204 verwendet wird.
Der der reflektierende Polarisator 1235 kann mit mehreren Lagen eines selektiv reflektierenden Polarisators mit optimierten Polarisationsachsen ausgebildet sein. Der reflektierende Polarisator 1235 kann ebenfalls ein Diffusor sein, der auf einen selektiv reflektierenden Polarisator laminiert ist (diffuser laminated selectiv reflective polarizer). Das Streuelement oder Struktur 1234 kann in gewissen Ausführungsformen eine gewellte Oberfläche mit einer Trübung in dem Bereich von ungefähr 10 % bis 85 % sein. Die gewellte Oberfläche kann eine aufgeraute Oberfläche an der hintere Oberfläche des hinteren Polarisators 204 oder an einem getrennten transmissiven polymeren Substrat, wie beispielsweise PET, PC, PEN, TAC, oder ARTON, etc. sein. Die gewellte Oberfläche kann ebenfalls ein dielektrisches oder anderes Material sein und kann beispielsweise TiO₂, Ta₂O₅, SiO₂, SiN, ITO, ZnS, Al₂O₃, LaF₃, MgF₂, Ge oder Si umfassen, welches auf der hintere Oberfläche des hinteren Polarisators 204 oder an einer getrennten Lage eines transmissiven Substrats aufgebracht ist. Die gewellte Oberfläche kann in der Größe von ungefähr 10 nm bis 10000 nm reichende kleine Metallteilchen umfassen, die auf der hintere Oberfläche des hinteren Polarisators 204 oder an einer getrennten Lage eines transmissiven Substrats angebracht sind. Die Wahl des Metalls schließt beispielsweise Silber, Gold, Aluminium, Kupfer, Titan, Tantal, Chrom, Nickel oder eine Legierung davon ein. Eine oder mehrere Lagen von lose gepackten oder optisch gebondeten transmissiven Substraten mit der gewellten Oberfläche können das Streuelement 1234 ausmachen. Zusätzlich kann das Streuelement 1234 an die hintere Oberfläche des hinteren Polarisators 204 oder/und an die vordere Oberfläche des reflektierenden Polarisators 1235 optisch gebondet sein. Das Streuelement kann ebenfalls eine Schicht eines haftenden Materials sein, das den hinteren Polarisator 204 und den reflektierenden Polarisator 1235 bondet und dispergierte Teilchen umfasst, so dass der Trübungswert der Schicht in gewissen Ausführungsformen in dem Bereich von ungefähr 10 % bis 85 % liegt. In anderen, wie hierin beschriebenen, Ausführungsformen, in denen ein Diffusor verwendet wird, kann ein Streuteilchen umfassendes haftendes Material verwendet werden. Dieses haftende Material, das Streuteilchen umfasst, kann das Licht streuen. In bestimmten Ausführungsformen weist das streuende Haftmittel, wie vorstehend beschrieben, einen Trübungswert in dem Bereich von ungefähr 10 % bis 85 % auf. Werte außerhalb dieser Bereiche sowie unterschiedliche Konfigurationen, sowohl wohl bekannt, sowie solche, die noch erfundenen werden, sind möglich. Andere Typen von Streustrukturen können ebenfalls verwendet werden und können irgendwo lokalisiert sein.
Mit fortgesetzter Bezugnahme auf 12A, kann die integrale Anzeige 1200 (beispielsweise PT-TRIOLCD, von Advanced Link Photonics, Inc., Tustin, California) ebenfalls einen ersten Linearpolarisator 206 einschließen, der eine lineare Polarisationsachse aufweist und das Modullicht selektiv in eine Weiterleitungsrichtung durchlässt. Der Linearpolarisator 206 kann an die vordere Oberfläche der Flüssigkristallzelle 210 gebondet sein, um ein integriertes Anzeigenmodul zu bilden. Die integrale Anzeige 1200 (beispielsweise PT-TRIOLCD) kann weiterhin eine erste Verzögerungs-Schicht 205 an der Vorderseite des Linearpolarisators 206 umfassen. Die erste Verzögerungs-Schicht 205 kann einen Viertelwellenverzögerer umfassen, der eine Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4 aufweist, worin m eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm–700 nm liegt. Die erste Verzögerungs-Schicht 205 kann einen einzelnen Lagenverzögerer oder einen Stapel laminierter oder loser Lagen oder einen Film oder mehrere Film umfassen. Die erste Verzögerungs-Schicht 205 kann Viertelwellenplatten, Halbwellenplatten, oder Vollwellenplatten umfassen. Die hintere Oberfläche der erste Verzögerungs-Schicht 205 kann mit einem Haftmittel (PSA) mit angepasstem Index an die vordere Oberfläche des ersten Linearpolarisators 206 laminiert sein, um einen ersten kreisförmig polarisierenden Verzögerer 260 als Teil einer Anzeige zu bilden. Es können Viertelwellenplatten mit R/λ-Werten in dem wie in 3 gezeigten Bereich zwischen den Kurven 301 und 302 verwendet werden. Beispielsweise kann eine Viertelwellenplatte mit einem R/λ-Wert zwischen ungefähr 0,216 und 0,315 bei einer Wellenlänge von ungefähr 520 nm angewendet werden. Halbwellenplatten mit R/λ-Werten in dem wie in 3 gezeigten Bereich zwischen den Kurven 303 und 304 können verwendet werden. Beispielsweise kann eine Halbwellenplatte mit einem R/λ-Wert zwischen ungefähr 0,432 und 0,630 bei einer Wellenlänge von ungefähr 520 nm verwendet werden. Vollwellenplatten mit R/λ-Werten in dem wie in 3 gezeigten Bereich zwischen den Kurven 305 und 306 können verwendet werden. Beispielsweise kann eine Vollwellenplatte mit einem R/λ-Wert zwischen ungefähr 0,864 und 1,260 bei einer Wellenlänge von ungefähr 520 verwendet werden.
Die slow Axis der ersten Verzögerungs-Schicht 205 kann mit einem Winkel θ₁ in dem Bereich von ungefähr 25° bis 65° oder –(25° bis 65°), beispielsweise mit ungefähr 45° oder –45° bezüglich der Polarisationsachse der ersten Linearpolarisators 206 eingestellt werden. Während in Blickrichtung von der Vorderseite der Verzögerungs-Platte 205 auf die LCD-Lichtquelle gesehen wird, wie in 4 gezeigt, ist falls der Winkel θ₁ im Wesentlichen 45° beträgt, die Konfiguration der ersten kreisförmig polarisierenden Platte 260 linkshändig. Falls der Winkel θ₁ im Wesentlichen –45° beträgt, dann ist die Konfiguration der ersten kreisförmig polarisierenden Platte 260 rechtshändig. Es können andere Werte außerhalb dieser Bereiche verwendet werden.
Weiterhin Bezug nehmend auf 12A, umfasst die integrale Anzeige 1200 (beispielsweise PT-TRIOLCD, von Advanced link Photonics, Inc., Tustin, California) ebenfalls ein transparentes Schutzelement 1210, das das einfallende Sonnenlicht 140 kreisförmig polarisiert. Das Schutzelement 1210 weist eine vordere Oberfläche 1211 und eine hintere Oberfläche 1212 auf. Praktisch kann das Schutzelement 1210 die Einheit des Linearpolarisators 807 und der Verzögerungs-Schicht 805 sein. Ebenfalls ist es möglich, dass ein getrenntes Stützsubstrat 1220 hinzugefügt wird, um das transparente Schutzelement 1210 zu bilden. Das transparente Stützsubstrat 1220 kann eine Lage von Glas oder Kunststoff sein. In gewissen Ausführungsformen kann das Stützsubstrat 1220 ebenfalls ein Typ einer Berührungs-Eingabeeinrichtung, wie beispielsweise ein Widerstands-Berührungsfeld, ein kapazitives Berührungsfeld, ein SAW-Berührungsfeld, ein Nahfeldabbild-Berührungsfeld oder ein IR-Berührungsfeld sein. Das getrennte transparente Stützsubstrat 1220 kann sich, wie in 12A gezeigt, an der Rückseite der Verzögerungs-Schicht 805 befinden. Das Stützsubstrat 1220 kann sich ebenfalls, wie in 12B gezeigt, zwischen dem Linearpolarisator 807 und der Verzögerungs-Schicht 805 befinden. Das Stützsubstrat kann sich weiterhin, wie in 12C gezeigt, an der Vorderseite des Linearpolarisators 807 befinden. Diese Lagenelemente des Schutzelements 1210 können ungeachtet der Positionierung des Stützsubstrats 1220 laminiert sein, um ein integrales Feld zu bilden. Ein isotropes transparentes Substrat kann verwendet werden, um das transparente Stützsubstrat 1220 zu aufzubauen. Ebenso ist es möglich nicht isotropes Material zu verwenden, wobei die Verzögerung des transparenten Stützsubstrats 1220 berücksichtig werden kann. Oder in gewissen Ausführungsformen kann das nicht isotrope Substrat 1220, wie in 12C gezeigt, vor dem Linearpolarisator 807 positioniert sein, um Interferenzen zu vermeiden, die durch nicht isotropes Substrat erzeugt werden können. Dieses Polarisationsschutzelement 1210 kann die Rückreflexion effektiv verhindern, die durch nach hinten reflektierende Oberflächenteile, wie beispielsweise einer EMI-Abschirmung, einem IR-Blockieren und einem Bildschirmheizeinrichtung erzeugt würden. Daher können andere funktionelle Teile, die leitende Filme wie ein EMI-Schutzschild, ein IR-Block und ein Bildschirmheizeinrichtung umfassen, durch Einfügen der Teile auf getrennten Substraten an die Rückseite des Schutzelements (nicht gezeigt) integriert werden. Oder diese funktionellen Teile können einfach unter Verwendung der vorderen Oberfläche 207 der ersten Verzögerungs-Schicht 205 und der hinteren Oberfläche 1212 des transparenten Schutzelements 1210 als die Flächen für leitende Filmbeschichtung in die integrale Anzeige 1200 eingebaut werden, um die vorstehend erwähnten funktionellen Teile zu bilden. Praktisch kann EMI-Abschirmung und IR-Blockierung (EMI/IR) in einer einzelnen Lage eines mit leitendem Film beschichteten transparenten Substrats integriert werden. Um EMI-Abschirmung bereitzustellen, kann der leitende Film geerdet sein. Bildschirmheiz- und IR-Blockierungsfunktionen (IR/Heizeinrichtung) können ebenfalls auf einer einzelnen Lage eines mit leitendem Film beschichteten transparenten Substrats erreicht werden. Der leitende Film kann ebenfalls mit Elektroden ausgestattet sein, um Stromfluss für Widerstandsheizen bereitzustellen. In einer Ausführungsform kann der IR-Blocker ebenfalls eine Heissspiegelbeschichtung (hot mirror coating) sein, die dielektrisches Material umfasst und vollständig dielektrisches bzw. alle Arten dielektrischen Material(s) (all dielectric material) umfassen kann. Daher kann, um entweder EMI/IR oder/und IR/Heizeinrichtung einzubauen, ein leitender Film auf sowohl Oberfläche 207 als auch Oberfläche 1212 (oder beiden) angeordnet werden. Der leitende Film kann beispielsweise ITO, ZnO, Ni, Cr, Au, ZrO₂, TiO₂, SiO₂ oder SnO₂ umfassen, der eine Leitfähigkeit in dem Bereich von beispielsweise ungefähr 1 Ohm bis 1000 Ohm pro Quadrat aufweist, eine Weiterleitung von ungefähr 50 % bis 95 % in dem sichtbaren Bereich von ungefähr 400 nm bis 700 nm und einen Reflexionsgrad von ungefähr 20 % bis 90 % für Wellenlängen von ungefähr 700 nm und größer. Werte außerhalb dieser Bereiche sind möglich. Der EMI/IR oder IR/Heizeinrichtung kann, wie vorstehend aufgeführt mit geeigneten Elektroden oder Erdungsaufbauten bereitgestellt sein. Es sind verschiedene Kombinationen möglich oder alternativ kann lediglich ein funktioneller Teil umfasst sein. Ein Einbau von funktionellen Teilen durch Einfügen eines mit einem getrennten leitenden Film beschichteten Substrats ist, wie vorstehend erwähnt, ebenfalls möglich.
Immer noch hinsichtlich 12A, kann die zweite Verzögerungs-Schicht 805 einen Viertelwellenverzögerer umfassen, der eine Verzögerung von ungefähr (2n + 1)λ/4 aufweist, worin n eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm–700 nm liegt. Die zweite Verzögerungs-Schicht kann einen einzelnen Lagenverzögerer oder einen Stapel laminierter oder loser Lagen oder einen Film oder mehrere Filme umfassen. Die zweite Verzögerungs-Schicht kann Viertelwellenplatten, Halbwellenplatten oder Viertelwellenplatten umfassen. Viertelwellenplatten mit R/λ-Werten in dem in 3 gezeigten Bereich zwischen den Kurven 301 und 302 können verwendet werden. Beispielsweise kann eine Viertelwellenplatte mit einem R/λ-Wert zwischen ungefähr 0,216 und 0,315 bei einer Wellenlänge von ungefähr 520 nm verwendet werden. Halbwellenplatten mit R/λ-Werten in dem in 3 gezeigten Bereich zwischen den Kurven 303 und 304 können verwendet werden. Beispielsweise kann eine Halbwellenplatte mit einem R/λ-Wert zwischen ungefähr 0,432 und 0,630 bei einer Wellenlänge von ungefähr 520 nm verwendet werden. Und Volbwellenplatten mit R/λ-Werten in dem in 3 gezeigten Bereich zwischen den Kurven 305 und 306 können verwendet werden. Beispielsweise kann eine Vollwellenplatte mit einem R/λ-Wert zwischen ungefähr 0,864 und 1,260 bei einer Wellenlänge von ungefähr 520 nm verwendet werden.
Die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 kann mit einem Winkel θ₂ in dem Bereich von ungefähr ±(25°–65°), beispielsweise mit ungefähr ±45° zu der slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 eingestellt werden, wobei der zweite Zirkularpolarisator 1240 gebildet wird. Dieser zweite kreisförmige Verzögerer verringert effektiv oder verhindert die Reflexionen von den reflektierenden Oberflächen, wie beispielsweise 1212 und 207 oder anderen hoch reflektierenden funktionellen Teilen (nicht gezeigt). Die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 kann jedoch, wie vorher offenbart, ungeachtet der Orientierung der Polarisationsachse des ersten Linearpolarisators 205 mit einem Winkel in dem Bereich von 0° bis 360° geeignet eingestellt werden.
Die folgenden Beispiele erläutern, dass in einer derartigen Anordnung die durch die Luft-Oberfläche-Grenzflächen oder die mit dem leitenden Film beschichteten Oberflächen 1212 und 207 erzeugten Reflexionen durch die zweite kreisförmig polarisierende Platte 1240 effektiv verringert werden, die durch die linear polarisierende Platte 807 und die Verzögerungs-Schicht 805 in 12A, 12B und 12C umfasst ist. Dennoch werden die transmissiven und transflektiven LCD Beleuchtungen, wie vorstehend ausgeführt effektiv weitergeleitet.
13 ist ein schematisches Diagramm, das die Polarisationsänderung eines kreisförmig polarisierten Lichts auf Reflexion zeigt. Kreisförmig polarisiertes Licht wird mit umgekehrter Polarisation reflektiert. Linkshändig kreisförmig polarisiertes Licht 1321 wird durch eine reflektierende Oberfläche 1320, die als ein Spiegel funktioniert, reflektiert und in rechtshändig kreisförmig polarisiertes Licht 1322 umgewandelt. Rechtshändig kreisförmig polarisiertes Licht 1323 wird durch die reflektierende Oberfläche 1320 reflektiert und in linkshändig kreisförmig polarisiertes Licht 1324 auf Reflexion umgewandelt.
14A ist eine vergrößerte Projektionsansicht um den zweiten Linearpolarisator 807 von 12A, 12B und 12C. In gewissen Ausführungsformen ist das Stützsubstrat aus isotropem Material mit verringerten oder minimierten Verzögerungseigenschaften hergestellt. Die Konfiguration des transparenten Polarisationsschutzelements kann durch Betrachten der Polarisation des Linearpolarisators 807 und der Verzögerung des Verzögerers 805 bestimmt werden. Wie gezeigt, weist der zweite Linearpolarisator 807 eine Polarisationsachse 1001 auf und die zweite Verzögerungs-Schicht 805 weist eine slow Axis 1002. In 14B ist eine Vorderansicht dargestellt. Wie aus der Perspektive des Betrachters gesehen, beträgt θ₂ ungefähr 45°. Das einfallende Sonnenlicht 140 wird durch den zweiten Linearpolarisator 807 linear polarisiert und weist eine Polarisation auf, die parallel zu der Polarisationsachse 1001 ist. Die Orientierung dieser linearen Polarisation beträgt bezüglich der slow Axis 1002 der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 ungefähr 45°. Das linear polarisierte Licht tritt daher aus der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 als linkshändig kreisförmig polarisiertes licht 140cir. hervor. Das kreisförmig polarisierte Licht 140cir wird von den mit dem reflektierenden leitenden Film beschichteten Oberflächen (wie beispielsweise 1212 und 207 in 12A) reflektiert, was gemeinsam als Fläche 1420 angezeigt ist. Wie in 14C gezeigt, werden die reflektierten rechtshändig polarisierten Strahlen als 1430cir angezeigt. Dieses rechtshändig polarisierte Licht 1430cir wandert zu der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 zurück, an der das rechtshändig kreisförmig polarisierte Licht in ein linear polarisiertes Licht mit einer durch einen Pfeil 1403 angezeigten Polarisationsachse umgewandelt wird. Wie gezeigt, steht die Polarisationsachse 1403 rechtwinklig zu der Polarisationsachse 1001 des zweiten Linearpolarisators 807, und wird somit nicht durch den zweiten Linearpolarisator 807 weitergeleitet. Der reflektierte Lichtstrahl 1430cir kann daher ungeachtet der Anzahl leitender Filme in dem System vor den Betrachteraugen effektiv geblockt werden.
Wie kurz mit Bezugnahme auf 9 ausgeführt wird, können die relativen Konfigurationen des zweiten und ersten kreisförmigen Verzögerers 840 und 260 durch Verzögerung der zwei Verzögerungs-Schichten (2m + 1)λ/4 für 205 und (2n + 1)λ/4 für 807 bestimmt werden, worin n und m ganze Zahlen sind und λ ungefähr 400 nm–700 nm beträgt. Ist (n + m)(n + m) 0 oder eine gerade Zahl, dann ist die Konfiguration des ersten und zweiten kreisförmigen Verzögerers 260 und 840 die gleiche (beispielsweise beide linkshändig oder beide rechtshändig). Falls (n + m)(n + m) eine ungerade ganze Zahl ist, dann sind die Konfigurationen des zweiten und ersten Zirkularpolarisators 840 und 260 zueinander umgekehrt. Andere Werte außerhalb dieser Bereiche können ebenfalls verwendet werden.
Rückbezüglich auf 12A, 12B und 12C kann, um die entsprechenden Konfigurationen des ersten und zweiten kreisförmigen Verzögerers 260 und 1240 in der integralen Anzeige 1200 (beispielsweise PT-TRIOLCD) zu bestimmen, die Verzögerung des Stützsubstrats 1220 und des(der) funktionellen Teils(Teile) berücksichtigt werden. In bestimmten Ausführungsformen werden das Stützsubstrat und die funktionellen Teile aus dünnen Glaslagen oder isotropen Kunststofflagen, wie beispielsweise PET, PEN, TAC, PC, ARTON, etc. mit minimalen Verzögerungseigenschaften, beispielsweise mit einer Verzögerung von weniger als ungefähr 80 nm, hergestellt. In derartigen Ausführungsformen, in denen (n + m)(n + m) 0 oder eine gerade ganze Zahl ist, ist die Ausbreitung einer LCD-Beleuchtung 1221 der Ausbreitung des Lichts 901 in der Anordnung 910 von 9 im Wesentlichen gleich. Demgemäß können die Konfigurationen des ersten und zweiten Zirkularpolarisators 260 und 1240 bestimmt werden, ob sie miteinander gleich sind (beispielsweise beide rechtshändig oder beide linkshändig). Das heißt, falls der erste kreisförmige Verzögerer 260 rechtshändig ist, wobei θ₁, wie in 420 von 4B gezeigt, im Wesentlichen –45° beträgt, dann wird die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 so eingestellt, dass der Winkel von der Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators zu der slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 im Wesentlichen –45° beträgt, was den zweiten kreisförmigen Verzögerer 1240 rechtshändig macht. Und falls der erste kreisförmige Verzögerer 260 linkshändig ist, wobei, wie in 410 von 4A gezeigt, θ₁ im Wesentlichen 45° beträgt, dann wird die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 so eingestellt, dass der Winkel von der Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators zu der slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 zu der slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 im Wesentlichen 45° beträgt, was den zweiten kreisförmigen Verzögerer linkshändig macht.
Andererseits, falls (n + m)(n + m) eine ungerade ganze Zahl ist und die Verzögerung der funktionellen Teile nicht signifikant ist, dann können die Konfigurationen des ersten und zweiten Zirkularpolarisators 260 und 1240 bestimmt werden, ob sie zueinander entgegengesetzt sind (beispielsweise einer rechtshändig und einer linkshändig wie in 9C). Das heißt, falls der erste kreisförmige Verzögerer 260 linkshändig ist, wobei, wie in 410 von 4A gezeigt, θ₁ im Wesentlichen 45° beträgt, dann wird die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 so eingestellt, dass der Winkel von der Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators zu der slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 im Wesentlichen –45° beträgt, was den zweiten kreisförmigen Verzögerer 1240 rechtshändig macht. Und falls der erste kreisförmige Verzögerer 260 rechtshändig ist, wobei, wie in 420 von 4B gezeigt, θ₁ im Wesentlichen –45° beträgt, dann wird die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 so eingestellt, dass der Winkel von der Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators zu der slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 zu der slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 im Wesentlichen 45° beträgt, was den zweiten kreisförmigen Verzögerer linkshändig macht.
In gewissen anderen Ausführungsformen können die funktionellen Teile eine signifikante Verzögerung beinhalten. Die Verzögerung der funktionellen Teile kann als ein Teil der Verzögerung der ersten Verzögerungs-Schicht integriert werden, die so angepasst werden kann, das eine effektive Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4 erhalten wird. Die Konfigurationen des ersten und zweiten kreisförmigen Verzögerers 260 und 1240 können dementsprechend bestimmt werden. Somit kann eine effiziente Zufuhr von sowohl reflektierender Beleuchtung 1250 als auch transmissiver Beleuchtung 1221 den Betrachteraugen erreicht werden.
In verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen erzeugt eine Luftlücke zwischen Bestandteilen zwei Luft-Material-Grenzflächen, die aufgrund von Indexversatz (index mismatch) Reflexionen bewirken. Diese Reflexionen können die optische Leistungsfähigkeit der Einheit stören und beeinträchtigen. Die Luft-Material-Grenzflächen können durch miteinander Laminieren der getrennten Teile und Entfernen der dazwischen befindlichen Luftlücke, beseitigt werden. Ein angemessenes Anwenden einer Antireflexions-Behandlung oder Einbauen einer Streueigenschaft an Oberflächen kann jedoch unerwünschte Rückreflexionen und die erhaltene Störung in geeigneter Weise verringern und die optischen Eigenschaften der Einheit erhöhen. Beispielsweise kann die hintere Oberfläche der ersten Verzögerungs-Schicht 205 an die vordere Oberfläche des ersten Linearpolarisators 206 laminiert werden, um ein, wie in 2 beschriebenes, integriertes Anzeigenmodul zu bilden. In einer derartigen Anordnung kann ein Streuelement oder -struktur oder eine Antireflexionsbehandlung (nicht gezeigt) an der vorderen Oberfläche der ersten Verzögerungs-Schicht 205, der vorderen- oder hintere Oberfläche der reflektierenden Teile (nicht gezeigt), oder der hinteren Oberfläche 1212 des Schutzelements 1210 eingeschlossen sein, um eine Störung von den Reflexionen einzuschränken oder zu verhindern und die optischen Eigenschaften zu erhöhen. Die Streustruktur (nicht gezeigt) kann eine aufgeraute Fläche sein oder kann an der vorderen Oberfläche der ersten Verzögerungs-Schicht 205 angeordnete Teilchen (wie vorstehend aufgeführt) umfassen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Streustruktur ein laminiertes Lagenelement (nicht gezeigt) umfassen, wobei die Streueigenschaft eines Trübungswerts größer als Null ist. In anderen Anordnungen ist die vordere Oberfläche der ersten Verzögerungs-Schicht 205 an die hintere Oberfläche der reflektierenden Teile (nicht gezeigt) oder die vordere Oberfläche 1212 des Schutzelements 1210 laminiert. In derartigen Anordnungen kann die Antireflexionsbehandlung (nicht gezeigt) oder die Streustruktur an mindestens einem von der hinteren Oberfläche der ersten Verzögerungs-Schicht 205 und an der vorderen Oberfläche des ersten Linearpolarisators 206 angeordnet sein, um die äquivalenten optischen Leistungsfähigkeiten zu erreichen. Es können verschiedene Typen von Streustrukturen verwendet werden und andere Konfigurationen sind möglich (beispielsweise kann die Streustruktur und/oder Antireflexionsbeschichtung irgendwo lokalisiert sein).
In gewissen Anordnungen kann manches mal abhängig von den Eigenschaften der verwendeten ersten und zweiten Verzögerungs-Schichten 205 und 805 eine Farbverzerrung beobachtet werden. Eine Farbkorrektur kann entweder durch Versetzen von Winkel θ₁ zwischen der ersten Verzögerungs-Schicht 205 und dem ersten Linearpolarisator 206, oder von Winkel θ₂ zwischen dem zweiten Linearpolarisator 807 und der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 erreicht werden. Beispielsweise kann Winkel θ₁ versetzt werden. Der Betrag einer Winkelanpassung kann innerhalb ungefähr ±20° von den ±45° liegen. In anderen Ausführungsformen können 2n äquivalente Viertelwellenplatten, wobei n eine ganze Zahl ist, zwischen die erste Verzögerungs-Schicht 205 und das Schutzelement 1210 als Farbkorrekturlagen (nicht gezeigt) eingefügt werden. Bei geeigneter Anordnung der optischen Achsen unter den Platten können zufrieden stellende Farbkorrekturen erhalten werden. In einer Ausführungsform können abhängig von der äquivalenten Verzögerung der für die Farbkorrektur eingefügten Platten, die Konfigurationen der ersten und zweiten Zirkularpolarisatoren 260 und 1240 es erforderlich machen, gemäß der vorstehend in Verbindung mit 9 gegebenen Ausführung, angepasst zu werden.
Mit fortgesetzter Bezugnahme auf 12A, 12B und 12C kann, wie vorstehend ausgeführt, ungeachtet der Orientierung der Polarisationsachse des ersten Linearpolarisator 206 die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 mit jeder beliebigen Orientierung in dem Bereich von 0 bis 360 Grad, beispielsweise mit 90 Grad zu der Horizontalen geeignet eingestellt werden. Es ergeben sich zumindest zwei Vorteile. Erstens, Einstellen der Polarisationsachse bei 90 Grad stellt eine Kostenersparnis bei der Herstellung bereit. Ein Linearpolarisator ist ein relativ teueres Rohmaterial. Ein normal polarisierter Berührungsbildschirm wird, um an die Lichtweiterleitungsrichtung der normalen LCD angepasst zu werden, gewöhnlich mit 45° oder 135° Licht hergestellt, in welchem Fall die Lage eines Linearpolarisators diagonal geschnitten werden muss. In einer Ausführungsform besteht keine Notwendigkeit die Orientierung der Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 zu beschränken und die Polarisatorlage kann auf jede beliebige Weise, welche auch immer kostengünstig ist, geschnitten werden. Zweitens, kann eine 90° Weiterleitungsrichtung, wie in Verbindung mit 11 ausgeführt, geeignete Betrachtungszonen für Sonnenbrillen tragende Betrachter bereitstellen.
Immer noch bezüglich 12A, kann der Vorteil geeignete Betrachtungszonen für polarisierte Sonnenbrillen tragende Betrachter bereitzustellen ebenfalls durch weiteres Anordnen einer dritten Verzögerungs-Schicht 1203 an der Vorderseite des Schutzelements 1210, wie vorstehend beschrieben, erreicht werden. Die dritte Verzögerungs-Schicht 1203 kann einen Viertelwellenverzögerer mit einer Verzögerung von ungefähr (2k + 1)λ/4 umfassen, worin k eine ganze Zahl und λ ungefähr 400 nm–700 nm ist. Die dritte Verzögerungs-Schicht 1203 kann einen einzelnen Lagenverzögerer oder einen Stapel von laminierten oder losen Lagen oder einen Film oder mehrere Filme umfassen. Die dritte Verzögerungs-Schicht 1203 kann Viertelwellenplatten, Halbwellenplatten oder Vollwellenplatten umfassen. Die dritte Verzögerungs-Schicht 1203 wandelt die andernfalls linear polarisierte Weiterleitung 1221 zu einer kreisförmig polarisierten Weiterleitung um. Der Vorteil der Wirkung kann in ähnlicher Weise mit Bezugnahme auf die Ausführungen von 6 und 7 verstanden werden. Die vordere Oberfläche 1211 des Schutzelements 1210 oder die vordere Oberfläche 1204 der dritten Verzögerungs-Schicht 1203 kann eine hoch effiziente mehrschichtige Antireflexionsbeschichtung umfassen, beispielsweise mit einer Reflexion von weniger als ungefähr 1,5 %, um die Oberflächenreflexion 1230 zu verringern oder zu verhindern und um den Eintritt von Lichtstrahl 140 für eine reflektierende Beleuchtung 1250 zu erhöhen oder zu maximieren. In gewissen Ausführungsformen kann die vordere Oberfläche 1211 des transparenten Schutzelements 1210 oder die vordere Oberfläche 1204 der dritten Verzögerungs-Schicht 1203 ebenfalls ein getrenntes transmissives Substrat, beispielsweise Glas oder Kunststoff, wie PET, PEN, TAC, PC, ARTON umfassen, wobei dessen vordere Oberfläche mit der hoch effizienten mehrschichtigen Antireflexionsbeschichtung beschichtet ist, um beispielsweise eine Reflexion von weniger als ungefähr 1,5 % bereitzustellen. Die hintere Oberfläche des getrennten transmissiven Substrats kann mit einem Haftmittel (PSA) mit angepasstem Index an die vordere Oberfläche 1211 des Schutzelements oder die vordere Oberfläche der dritten Verzögerungs-Schicht 1203 gebondet werden. In dieser Ausführungsform ist eine Kombination von einer Verringerung oder Minimierung von Reflexionen 1230 und 1231 und einer Erhöhung oder Maximierung von LCD-Beleuchtungen 1221 und 1250 geeignet, um die integrale Anzeige 1200 (beispielsweise PT-TRIOLCD) unmittelbar im Sonnenlicht lesbar zu machen. Es können Werte außerhalb der vorstehend bereitgestellten Bereiche und anderer Konfigurationen verwendet werden (beispielsweise kann die Antireflexionsbeschichtung irgendwo lokalisiert sein).
15A zeigt ein transparentes Polarisations-Schutzelement, das zusammen mit einer alternativen Flüssigkristallanzeige, mit und ohne Einbau funktioneller Teile, integriert ist. Die integrale transparente polarisierende Schutzelement-Anzeige 1500 (beispielsweise PT-TRIOLCD, Advanced Link Photonics, Inc., Tustin, California) umfasst, wobei die Betrachterseite die Vorderseite ist, eine Flüssigkristallzelle 210, die eine Flüssigkristallschicht 201, die zwischen einem vorderen Substrat 202 und einem eine Elektrode beinhaltenden hinteren Substrat 203 liegt, beinhaltet. Das vordere Substrat 202 kann eine dünne Glaslage umfassen, die transparente Elektroden, wie beispielsweise in einem transmissiven oder transflekiven Typ einer TFT Flüssigkristallanzeige, umfasst. Das vordere Substrat 202 kann ebenfalls eine dünne Glaslage mit einem Stapel transparenter Verzögerungskompensatorplatten umfassen, die eine Oberfläche aufweisen, die mit transparenten Elektroden, wie beispielsweise in einem reflektierenden, transflekiven oder transmissiven Typ einer TN/STN Flüssigkristallanzeige, beschichtet ist. Die integrale Anzeige 1500 (beispielsweise PT-TRIOLCD) kann ebenfalls ein Hintergrundbeleuchtungsmodul 208 an der Rückseite der Flüssigkristallzelle 210 einschließen. Das Hintergrundbeleuchtungsmodul 208 kann eine hoch effiziente transmissive Hintergrundbeleuchtungszellanordnung umfassen, die Lagen eines Helligkeit verstärkenden Films und andere polymere Filme zum Verstärken einer Lichtweiterleitung und optischen Leistungsfähigkeit umfasst. Es kann jedoch jegliche herkömmliche Hintergrundbeleuchtungszelle oder Hintergrundbeleuchtungszelle mit hoher Helligkeit, die Kanten- oder Rückseitenlampen aufweisen, verwendet werden. Andere Hintergrundbeleuchtungszellen sind ebenfalls möglich. Das Hintergrundbeleuchtungsmodul 208 kann ebenfalls ein transflektiver oder reflektierender Typ einer Lichteinrichtung mit einem Transflektor oder einem Reflektor sein. Der Transflektor oder Reflektor kann die reflektierenden Elektroden (nicht gezeigt), die an der vorderen Oberfläche des hinteren Substrats 203 angeordnet sind, oder ein Lagenelement 1501 mit transflekiven oder reflektierenden Eigenschaften sein, das an der Rückseite der Flüssigkristallschicht 201 positioniert ist. Die integrale Anzeige 1500 (beispielsweise PT-TRIOLCD) kann ebenfalls einen ersten Linearpolarisator 206 einschließen, der eine lineare Polarisationsachse aufweist und das von dem Hintergrundbeleuchtungsmodul 208 emittierte Licht selektiv zu einer Richtung polarisiert. Der Linearpolarisator 206 kann an die hintere Oberfläche der Flüssigkristallzelle 210 gebondet sein.
In einer Ausführungsform kann das Lagenelement 1501 einfach einen reflektierenden Polarisator umfassen, der an die hintere Oberfläche des Linearpolarisators 206 laminiert ist, um eine Einheit zu bilden. In anderen Ausführungsformen beinhaltet das Lagenelement 1501 ein Streuelement oder eine Streustruktur 1534 und einen reflektierenden Polarisator 1535. Der reflektierende Polarisator 1535 kann in gewissen Ausführungsformen weniger als ungefähr 10 % der Einfallslichtenergie absorbieren. Der reflektierende Polarisator 1535 kann ebenfalls einen Extinktionskoeffizienten aufweisen, der als die Transmission der P Zustandspolarisation geteilt durch die Transmission der S Zustandpolarisation definiert ist, der beispielsweise von ungefähr 1,5 bis 9 reicht. Zusätzlich kann in gewissen Ausführungsformen die Polarisationsachse des reflektierenden Polarisators 1535 zu der Polarisationsachse des ersten Linearpolarisators 206 parallel sein oder innerhalb ungefähr (+/–) 60 Grad in Beziehung dazu. Der erste Linearpolarisator 206 und der reflektierende Polarisator 1535 können als eine Einheit ausgebildet sein, indem sie mit einer Haftmittelschicht laminiert werden. Es ist ebenfalls möglich, dass in gewissen Ausführungsformen der reflektierende Polarisator 1535 als der erste Linearpolarisator 206 verwendet wird.
Der reflektierende Polarisator 1535 kann mit mehreren Lagen eines selektiv reflektierenden Polarisators mit optimierten Polarisationsachsen ausgebildet sein. Der reflektierende Polarisator 1535 kann ebenfalls ein reflektierender Polarisator sein, der einen daran laminierten Diffusor umfasst. Das/Die Streuelement oder Streustruktur 1534 kann in gewissen Ausführungsformen eine gewellte Oberfläche mit einer Trübung in dem Bereich von ungefähr 10 % bis 85 % sein. Die gewellte Oberfläche kann eine aufgeraute Oberfläche an der hinteren Oberfläche des ersten Linearpolarisators 206 oder an einem getrennten transmissiven polymeren Substrat sein, wie beispielsweise PET, PC, PEN, TAC, oder ARTON, etc.. Die gewellte Oberfläche kann ebenfalls ein dielektrisches oder anderes Material sein, und kann beispielsweise TiO₂, Ta₂O₅, SiO₂, SiN, ITO, ZnS, Al₂O₃, LaF₃, MgF₂, Ge oder Si umfassen, welches an der hintere Oberfläche des ersten Linearpolarisator 206 oder an einer getrennten Lage eines transmissiven Substrats aufgebracht ist. Die gewellte Oberfläche kann in der Größe von ungefähr 10 nm bis 10000 nm reichende, kleine Metallteilchen umfassen, die an der hinteren Oberfläche des ersten Linearpolarisators 206 oder an einer getrennten Lage transmissiven Substrats aufgebracht sind. Die Wahl des Metalls schließt beispielsweise Silber, Gold, Aluminium, Kupfer, Titan, Tantal, Chrom, Nickel oder eine Legierung davon ein. Eine oder mehrere Lagen lose gepackter oder optisch gebondeter transmissiver Substrate, von denen mindestens eines eine gewellte Oberfläche aufweist, kann das Streuelement 1534 ausmachen. Zusätzlich kann das Streuelement 1534 optisch an die hintere Oberfläche des ersten Linearpolarisators 206 oder/und an die vordere Oberfläche des reflektierenden Polarisators 1535 gebondet werden. Das Streuelement kann ebenfalls eine Schicht eines Haftmaterials sein, das den ersten Linearpolarisator 206 und den reflektierende Polarisator 1535 bondet und dispergierte Teilchen umfasst, so dass der Trübungswert der Schicht in gewissen Ausführungsformen in dem Bereich von ungefähr 10 % bis 85 % liegt. In anderen, wie hierin beschrieben Ausführungsformen, in denen ein Diffusor verwendet wird, kann ein Haftmaterial, das Streuteilchen umfasst, verwendet werden. Dieses Streuteilchen umfassende Haftmaterial kann das Licht streuen. In bestimmten Ausführungsformen weist das streuende Haftmittel, wie vorstehend beschrieben, einen Trübungswert in dem Bereich von ungefähr 10 % bis 85 % auf. Werte außerhalb dieser Bereiche, sowie unterschiedliche Konfigurationen sowohl wohl bekannte als auch solche, die noch erfundenen werden, sind möglich. Andere Typen von Streustrukturen können ebenfalls verwendet werden und können irgendwo lokalisiert sein.
Mit fortgesetzter Bezugnahme auf 15A, kann d integrale Anzeige 1500 (PT-TRIOLCD) weiterhin eine an der Vorderseite der Flüssigkristallzelle 210 befindliche erste Verzögerungs-Schicht 205 umfassen. Die erste Verzögerungs-Schicht 205 kann einen Viertelwellenverzögerer umfassen, der eine Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4 aufweist, worin n eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm–700 nm liegt. Die erste Verzögerungs-Schicht 205 kann einen einzelnen Lagenverzögerer oder einen Stapel laminierter oder loser Lagen oder einen Film oder mehrere Filme umfassen. Die erste Verzögerungs-Schicht 205 kann Viertelwellenplatten, Halbwellenplatten, oder Vollwellenplatten umfassen. Die hintere Oberfläche der ersten Verzögerungs-Schicht 205 kann mit einem Haftmittel (PSA) mit angepasstem Index an die vordere Oberfläche einer Flüssigkristallzelle 210 laminiert werden. Viertelwellenplatten mit R/λ-Werten in dem, wie in 3 gezeigten Bereich zwischen den Kurven 301 und 302 können verwendet werden. Beispielsweise kann eine Viertelwellenplatte mit einem R/λ-Wert zwischen ungefähr 0,216 und 0,315 bei einer Wellenlänge von ungefähr 520 nm verwendet werden. Halbwellenplatten mit R/λ-Werten in dem, wie in 3 gezeigten Bereich zwischen den Kurven 303 und 304 können verwendet werden. Beispielsweise kann eine Halbwellenplatte mit einem R/λ-Wert zwischen ungefähr 0,432 und 0,630 bei einer Wellenlänge von ungefähr 520 nm verwendet werden. Und Vollwellenplatten mit R/λ-Werten in dem, wie in 3 gezeigten Bereich zwischen den Kurven 305 und 306 können verwendet werden. Beispielsweise kann eine Vollwellenplatte mit einem R/λ-Wert zwischen ungefähr 0,864 und 1,260 bei einer Wellenlänge von ungefähr 520 nm verwendet werden.
Die Lichtpolarisation und Konfiguration der ersten kreisförmig polarisierenden Platte 1560 in Anordnung von 1500 kann durch die Lichtpolarisation und Konfiguration der in 16A, 16B, 16C und 16D gezeigten ersten kreisförmig polarisierenden Platte 1560 verstanden werden. Wie in den Anordnungen 1580 und 1590 von 16C beziehungsweise 16D angezeigt, kann die slow Axis 1553 der ersten Verzögerungs-Schicht 205 mit einem Winkel θ₀ in dem Bereich von ungefähr –(25°bis 65°) oder 25° bis 65°, beispielsweise mit ungefähr –45° oder 45°, bezüglich der Polarisationsachse 1551 des ersten Linearpolarisators 206 (wie von der slow Axis 1553 zu der Polarisationsachse 1551 erfasst) eingestellt werden. Es ist üblich, dass eine Flüssigkristallzelle aufgrund der optischen Eigenschaften einer darin dazwischen liegenden numerisch verdrehten (twisted numerical) Flüssigkristallschicht eine Änderung eines Polarisationszustands des durchgelassenen linear polarisierten Licht einführt. Eine üblichste Polarisationsänderung, die durch die Flüssigkristallschicht eingeführt wird beträgt 90°, welche als ein Beispiel für die Bestimmung von Konfigurationen der ersten kreisförmig polarisierenden Platte in dieser Ausführungsform verwendet werden wird. Wie in der Anordnung 1570 von 16B gezeigt (siehe ebenfalls 16A), wird daher das in der integralen Anzeige 1500 von dem Hintergrundbeleuchtungsmodul 208 emittierte Licht 1521, das durch den ersten Linearpolarisator 206 mit der Polarisationsrichtung von 1551 durchgelassen wird, durch 90 Grad zu der durch 1552 angezeigten Polarisationsrichtung vor Eintreten in die erste Verzögerungs-Schicht 205 geändert. Der erste Linearpolarisator 206, die Flüssigkristallzelle 210 und die erste Verzögerungs-Schicht 205 bilden daher die erste kreisförmig polarisierende Platte 1560 mit einer effektiven Konfiguration, die durch die Lichtweiterleitungsrichtung des Anzeigenmoduls 1552 und die slow Axis 1553 bestimmt wird. Während in Blickrichtung von der Vorderseite der Verzögerungs-Platte 205 auf die LCD-Lichtquelle gesehen wird, wie in Anordnung 1580 von 16C gezeigt, wobei Winkel θ₀ im Wesentlichen –45° ist, beträgt der Winkel θ₁ der slow Axis 1553 zu der Lichtweiterleitungspolarisation des Anzeigenmoduls 1552 im Wesentlichen 45°. Die Konfiguration der ersten kreisförmigen polarisierenden Platte 1560 wird somit durch die slow Axis 1553 zu der Polarisationsrichtung 1552 zu einer linkshändigen, wie vorher definiert (Bezugnahme ebenfalls 4A), effektiv bestimmt. Ähnlich wie in der Anordnung 1590 von 16D gezeigt, wobei Winkel θ₀ im Wesentlichen 45° beträgt, ist die Konfiguration der ersten polarisierenden Platte 1560 durch den Winkel θ₁, –45°, der slow Axis 1553 zu der Lichtweiterleitungspolarisation des Anzeigenmoduls 1552 bestimmt, rechtshändig zu sein (ebenfalls Bezugnahme 4B). Andere Werte außerhalb dieser Bereiche können verwendet werden.
Erneut hinsichtlich 15A, umfasst die integrale Anzeige 1500 (beispielsweise PT-TRIOLCD) ein transparentes Schutzelement 1510, das einfallendes Sonnenlicht kreisförmig polarisiert. Das Schutzelement weist eine vordere Oberfläche 1511 und eine hintere Oberfläche 1512 auf. Praktisch kann das transparente Schutzelement 1510 die Einheit des Linearpolarisators 807 und der Verzögerungs-Schicht 805 sein. Es ist ebenfalls möglich, dass ein getrenntes hinzugefügt wird, um das transparente Schutzelement 1510 auszubilden. Das transparente Stützsubstrat 1520 kann eine Lage von Glas oder Kunststoffen sein. In gewissen Ausführungsformen kann das Stützsubstrat 1520 ebenfalls ein Typ einer Berührungs-Eingabeeinrichtung, wie beispielsweise ein Widerstands-Berührungsfeld, ein kapazitives Berührungsfeld, ein Saw-Berührungsfeld, ein Nahfeld-Berührungsfeld oder ein IR-Berührungsfeld sein. Das getrennte transparente Stützsubstrat 1520 kann sich, wie in 15A gezeigt, an der Rückseite der Verzögerungs-Schicht 805 befinden. Das Stützsubstrat 1520 kann, wie in 15B gezeigt, ebenfalls zwischen dem Linearpolarisator 807 und der Verzögerungs-Schicht 805 liegen. Das Stützsubstrat kann sich weiterhin, wie in 15C gezeigt, an der Vorderseite des Linearpolarisators 807 befinden. Diese Lagenelemente des Schutzelements 1510 können, ungeachtet der Positionierung des Stützsubstrats 1520, laminiert sein, um ein integriertes Feld auszubilden. Ein isotropes transparentes Substrat kann verwendet werden, um das transparente Stützsubstrat 1520 aufzubauen. Es ist ebenfalls möglich nicht-isotropes Material zu verwenden, wobei die Verzögerung des transparenten Stützsubstrats 1520 berücksichtigt werden kann. Oder es kann in gewissen Ausführungsformen das nicht-isotrope Substrat 1520, wie in 15C gezeigt, vor dem Linearpolarisator 807 positioniert sein, um Störungen zu vermeiden, die durch nicht-isotrope Substrate erzeugt werden können. Dieses kreisförmig polarisierende Schutzelement 1510 kann Rückreflexionen, die durch reflektierende Oberflächen oder Teile, wie beispielsweise, wie vorstehend aufgeführt, einen EMI-Schild, einen IR-Block und eine Bildschirmheizeinrichtung erzeugt würden, effektiv verhindern. Daher können andere leitende Filme umfassende funktionelle Teile, wie beispielsweise ein EMI-Schild, ein IR-Block und eine Bildschirmheizeinrichtung, durch Einfügen der Teile an getrennten Substraten an die Rückseite des Schutzelements (nicht gezeigt) integriert werden. Oder diese funktionellen Teile können unter Verwendung der vorderen Oberfläche 207 der ersten Verzögerungs-Schicht 205 und der hinteren Oberfläche 1512 des transparenten Schutzelements 1510 als die Oberflächen für eine leitende Filmbeschichtung einfach in die integrale Anzeige 1500 eingefügt werden, um die vorstehend erwähnten funktionellen Teile zu bilden. Praktisch kann EMI-Abschirmung und IR-Blockierung (EMI/IR) in einer Einzellage von transparentem Substrat, das mit einem leitenden Film beschichtet ist, integriert sein. Um EMI-Abschirmung bereitzustellen, kann der leitende Film geerdet sein. Bildschirmheiz- und IR-Blockierungs-Funktionen (IR/Heizeinrichtung) können ebenfalls an einer Einzellage von einem mit leitendem Film beschichteten transparenten Substrat erreicht werden. Der leitende Film kann ebenfalls mit Elektroden ausgestattet sein, um Stromfluss für Widerstandsbeheizung bereitzustellen. In einer Ausführungsform kann der IR-Blocker ebenfalls eine Heissspiegelbeschichtung sein, die dielektrisches Material umfasst und wobei sie vollständig dielektrisches Material umfassen kann. Daher kann ein leitender Film an einer (oder beiden) Flächen 207 und 1512 aufgebracht werden, um entweder/sowohl EMI/IR oder/als auch IR/Heizeinrichtung einzubauen. Der leitende Film kann an der Oberfläche aufgebracht sein und kann beispielsweise ITO, ZnO, Ni, Cr, Au, ZrO₂, TiO₂, SiO₂ oder SnO₂ umfassen, welcher eine Leitfähigkeit in dem Bereich von beispielsweise ungefähr 1 Ohm bis 1000 Ohm pro Quadrat aufweist, eine Weiterleitung von ungefähr 50 % bis 95 % in dem sichtbaren Bereich von ungefähr 400 nm bis 700 nm und eine Verzögerung von ungefähr 20 % bis 90 % für Wellenlängen von ungefähr 700 nm und größer. Werte außerhalb dieser Bereiche sind möglich. Das EMI/IR oder IR/Heizeinrichtung kann, wie vorstehend aufgeführt, mit geeigneten Elektroden- oder Erdungsaufbauten bereitgestellt werden. Es sind verschiedene Kombinationen möglich oder alternativ kann lediglich ein funktioneller Teil einschlossen sein. Ebenfalls ist es, wie vorstehend erwähnt möglich, durch Einfügen eines mit einem getrennten, leitenden Film beschichteten Substrats funktionelle Teile zu integrieren.
Immer noch bezüglich 15A, kann die zweite Verzögerungs-Schicht 805 einen Viertelwellenverzögerer umfassen, der eine Verzögerung von ungefähr (2n + 1)λ/4 aufweist, worin n eine ganze Zahl ist und λ zwischen 400 nm–700 nm liegt. Die zweite Verzögerungs-Schicht kann einen einzelnen Lagenverzögerer oder einen Stapel laminierter oder loser Lagen oder einen Film oder mehrere Filme umfassen. Die zweite Verzögerungs-Schicht kann Viertelwellenplatten, Halbwellenplatten oder Vollwellenplatten umfassen. Viertelwellenplatten mit R/λ-Werten in dem wie in 3 gezeigten Bereich zwischen den Kurven 301 und 302 können verwendet werden. Beispielsweise kann eine Viertelwellenplatte mit einem R/λ-Wert zwischen ungefähr 0,216 und 0,315 bei einer Wellenlänge von ungefähr 520 nm verwendet werden. Halbwellenplatten mit R/λ-Werten in dem, wie in 3 gezeigten Bereich zwischen den Kurven 303 und 304 können verwendet werden. Beispielsweise kann eine Halbwellenplatte mit einem R/λ-Wert zwischen ungefähr 0,432 und 0,630 bei einer Wellenlänge von ungefähr 520 nm verwendet werden. Und Vollwellenplatten mit R/λ-Werten in dem wie in 3 gezeigten Bereich zwischen den Kurven 305 und 306 können verwendet werden. Beispielsweise kann eine Vollwellenplatte mit einem R/λ-Wert zwischen ungefähr 0,864 und 1,260 bei einer Wellenlänge von ungefähr 520 nm verwendet werden.
Die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 kann mit einem Winkel θ₂ in dem Bereich von ungefähr –(25° bis 65°), beispielsweise ±45° bezüglich der slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 eingestellt werden, was den zweiten Zirkularpolarisator bildet. Dieser zweite kreisförmige Verzögerer verringert oder verhindert effektiv die Reflexionen von reflektierenden Oberflächen 1512, der vordere Oberfläche 207 von 205 oder anderen hoch reflektierenden funktionellen Teilen (nicht gezeigt). Die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 kann jedoch, wie vorher offenbart, ungeachtet der Orientierung der Polarisationsachse des ersten Linearpolarisators 205, geeignet mit einem Winkel in dem Bereich von 0 bis 360° eingestellt werden.
Wie mit Bezugnahme auf 9 ausgeführt, kann die Gestaltung oder Konfiguration der zweiten und ersten reisförmigen Verzögerer 840 und 860 durch Verzögerung der zwei Verzögerungs-Schichten, (2m + 1)λ/4 für 205 und (2n + 1)λ/4 für 807 bestimmt werden, worin n und m ganze Zahlen sind und λ ungefähr 400 nm–700 nm ist. Ist (n + m)(n + m) 0 oder eine gerade ganze Zahl, dann ist die Konfiguration der ersten und zweiten kreisförmigen Verzögerer 860 und 840 gleich (beispielsweise beide linkshändig oder beide rechtshändig), siehe 9B. Falls (n + m)(n + m) eine ungerade ganze Zahl ist, dann sind die Konfigurationen der zweiten und ersten Zirkularpolarisatoren 840 und 860 zueinander umgekehrt; siehe 9C. Andere Werte außerhalb dieser Bereiche können ebenfalls verwendet werden.
In gewissen Ausführungsformen kann jedoch, wie vorstehend beschrieben, die Flüssigkristallzelle 210 eine 90 Gradrotation eines linear polarisierten Lichts einfügen. Die Gestaltung der Struktur 1500 kann so angepasst werden, um diese 90° Polarisationsänderung aufzunehmen. Insbesondere, kann in bestimmten bevorzugten Ausführungsformen die Orientierung der Polarisatoren und/oder Verzögerer in den ersten oder zweiten kreisförmigen Verzögerern oder beiden geändert werden.
Mit Rückbezug auf 15A, kann, um die entsprechenden Konfigurationen der ersten und zweiten Zirkularpolarisatoren 1560 und 1540 in der integralen Anzeige (beispielsweise PT-TRIOLCD) zu bestimmen, die Verzögerung des Stützsubstrats und des/der funktionellen Teils(e) berücksichtigt werden. In bestimmten Ausführungsformen werden das Stützsubstrat und die funktionellen Teile aus dünnen Glaslagen oder isotropen Kunststofflagen, wie beispielsweise PET, PEN, TAC, PC, ARTON, etc. mit minimalen Verzögerungseigenschaften, beispielsweise mit einer Verzögerung von weniger als ungefähr 80 nm hergestellt. In derartigen Ausführungsformen mit (n + m)(n + m) gleich 0 oder einer geraden ganzen Zahl, ist die Ausbreitung einer LCD-Beleuchtung 1521 im Wesentlichen zu der Ausbreitung des Lichts 901 in der Anordnung 910 von 9B, äquivalent. Demgemäß können die Konfigurationen der ersten und zweiten kreisförmigen Verzögerer 1560 und 1540 als zueinander gleich bestimmt werden (beispielsweise beide rechtshändig oder beide linkshändig wie in 9B). Das heißt, falls der erste Verzögerer 1560 (welcher die Wirkungen der durch die Flüssigkristallzelle 210 eingeführte 90° Polarisationsrotation umfasst), wie in 1580 von 16C gezeigt, linkshändig ist, dann ist der zweite kreisförmige Verzögerer 1540 ebenfalls linkshändig. Falls der erste kreisförmige Verzögerer 1560 beispielsweise einen Winkel θ₁ aufweist, der wie in 1580 von 16C gezeigt im Wesentlichen 45° beträgt, dann wird die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 so eingestellt, dass der Winkel von der Polarisationsachse zu der slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 im Wesentlichen 45° beträgt, was den zweiten kreisförmigen Verzögerer 1540 linkshändig macht. Und falls der erste kreisförmige Verzögerer 1560 (welcher die Wirkungen der durch die Flüssigkristallzelle 210 eingeführten 90° Polarisationsrotation umfasst), wie in 1590 von 16D gezeigt rechtshändig ist, wobei θ₁ im Wesentlichen –45° beträgt, dann wird die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 so eingestellt, dass der Winkel von der Polarisationsachse zu der slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 im Wesentlichen –45° beträgt, was den zweiten kreisförmigen Verzögerer 1540 rechtshändig macht.
Andererseits, falls (n + m)(n + m) eine ungerade ganze Zahl ist und die Verzögerung der funktionellen Teile nicht signifikant ist, dann können die Konfigurationen der ersten und zweiten kreisförmigen Verzögerer 1560 und 1540 als zueinander entgegengesetzt bestimmt werden (beispielsweise eine linkshändig und eine rechtshändig wie in 9C). Das heißt, falls der erste kreisförmige Verzögerer 1560, wie in 1580 von 16C (welcher die Wirkungen der durch die Flüssigkristallzelle 210 eingeführten 90° Polarisationsrotation umfasst) linkshändig ist, dann ist der zweite kreisförmige Verzögerer 1540 rechtshändig. Beispielsweise, falls der erste kreisförmige Verzögerer 1560 eine Orientierung θ₁ aufweist, die, wie in der linkshändigen Konfiguration 1580 von 16C gezeigt, im Wesentlichen 45° beträgt, dann wird die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 so eingestellt, dass der Winkel von der Polarisationsachse zu der slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 im Wesentlichen –45° beträgt, was den zweiten kreisförmigen Verzögerer 1540 rechtshändig macht. Und falls der erste kreisförmige Verzögerer 1560 rechtshändig ist, wobei, wie in 1590 von 16D (welcher die Wirkungen der durch die Flüssigkristallzelle 210 eingeführt 90° Polarisationsachsrotation umfasst) gezeigt, θ₁ im Wesentlichen –45° beträgt, dann wird die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 so eingestellt, dass der Winkel von der Polarisationsachse zu der slow Axis der zweiten Verzögerungs-Schicht 805 im Wesentlichen 45° beträgt, was den zweiten kreisförmigen Verzögerer 1540 linkshändig macht.
In gewissen anderen Ausführungsformen können die funktionellen Teile eine signifikante Verzögerung beinhalten. Die Verzögerung der funktionellen Teile kann als ein Teil der Verzögerung der ersten Verzögerungs-Schicht integriert sein, die so angepasst werden kann, dass eine effektive Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4 erhalten wird. Die Konfigurationen der ersten und zweiten kreisförmigen Verzögerer 1560 und 1540 können dementsprechend bestimmt werden. Daher kann eine effiziente Zuführung von sowohl reflektierender Beleuchtung 1550 als auch transmissiver Beleuchtung 1521 zu den Augen des Betrachters erreicht werden. Andere Konfigurationen sind ebenfalls möglich.
In verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen erzeugt eine Luftlücke zwischen Bestandteilen zwei Luft-Material-Grenzflächen, die aufgrund von Indexversatz Reflexionen bewirken. Diese Reflexionen können die optische Leistungsfähigkeit der Einheit stören oder beeinträchtigen. Die Luft-Material-Grenzflächen können durch Laminieren der getrennten Teile und Entfernen der dazwischen befindlichen Luftlücke, beseitigt werden. Ein geeignetes Anwenden einer Antireflexions-Behandlung oder Einfügen einer Streueigenschaft an Oberflächen kann ebenfalls in geeigneter Weise unerwünschte Rückreflexionen und die erhaltene Störung verringern und die optischen Eigenschaften der Einheit verstärken. In gewissen Ausführungsformen kann die hintere Oberfläche der ersten Verzögerungs-Schicht 205 an die vordere Oberfläche der Flüssigkristallzelle 210 laminiert sein, um ein integriertes Anzeigenmodul, wie in 2 beschrieben, auszubilden. In derartigen Anordnungen kann ein Streuelement oder eine Struktur oder eine Antireflexions-Behandlung (nicht gezeigt) an der vorderen Oberfläche der ersten Verzögerungs-Schicht 205, der vorderen oder hintere Oberfläche der reflektierenden Teile (nicht gezeigt) oder der hintere Oberfläche 1512 des Schutzelements 1510 angeordnet sein, um eine Interferenz der Reflexionen zu beschränken oder zu verhindern und die optischen Eigenschaften zu verstärken. Die Streustruktur (nicht gezeigt) kann eine aufgeraute Oberfläche sein oder kann Teilchen (wie im vorherigen Abschnitt ausgeführt) umfassen, die an der vorderen Oberfläche der ersten Verzögerungs-Schicht 205 aufgebracht sind. In bestimmten Ausführungsformen kann die Streustruktur ein laminiertes Lagenelement (nicht gezeigt) umfassen, wobei die Streueigenschaft eines Trübungswerts größer als Null ist. In anderen Anordnungen ist die vordere Oberfläche der ersten Verzögerungs-Schicht 205 an die hintere Oberfläche 1512 des Schutzelements 1510 laminiert. In derartigen Anordnungen kann eine Anti-Reflexions-Behandlung (nicht gezeigt) oder eine Streustruktur an mindestens einer von der hinteren Oberfläche der ersten Verzögerungs-Schicht 205 und an der vorderen Oberfläche der Flüssigkristallzelle 210 angeordnet sein, um die äquivalenten optischen Leistungen zu erreichen. Es können unterschiedliche Typen von Streustrukturen verwendet werden, wobei andere Konfigurationen möglich sind (beispielsweise kann die Streustruktur und/oder die Antireflexionsbeschichtung irgendwo lokalisiert sein).
In derartigen Anordnungen kann der Farbton und Kontrast der Anzeige durch Verringern oder Minimieren des optischen Weges von Licht 1521 im Wesentlichen erhalten werden. Ein Farbton kann ebenfalls durch Einstellen der Weiterleitungsrichtung des zweiten Linearpolarisators 807 bei 90 Grad bezüglich der Polarisationsachse des ersten Linearpolarisators 206 oder des reflektierenden Polarisators 1535, erhalten werden.
Mit fortgesetzter Bezugnahme auf 15A kann, wie vorstehend aufgeführt, in anderen Ausführungsformen die Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 mit jeder beliebeigen Orientierung in dem Bereich von 0 bis 360 Grad, ungeachtet der Orientierung der Polarisationsachse des ersten Linearpolarisators 206, beispielsweise mit 90 Grad zu der Horizontalen, geeignet eingestellt werden. Es ergeben sich mindestens zwei Vorteile. Erstens, spart ein Einstellen der Polarisationsachse bei 90 Grad Kosten bei der Herstellung. Ein Linearpolarisator stellt ein relativ teueres Rohmaterial dar. Ein normal polarisierter Berührungsbildschirm wird gewöhnlich mit 45° oder 135° Licht hergestellt, um an die Lichtweiterleitungsrichtung einer normalen LCD angepasst zu sein, in welchem Fall die Lage des Linearpolarisators diagonal geschnitten werden muss. In einer Ausführungsform besteht nicht die Notwendigkeit die Orientierung der Polarisationsachse des zweiten Linearpolarisators 807 zu beschränken, und wobei die Polarisatorlage kann auf jede beliebige Weise, welche auch immer kostengünstig ist, geschnitten werden kann. Zweitens, kann eine 90° Weiterleitungsrichtung geeignete Betrachtungszonen für Betrachter bereitstellen, die wie in Verbindung mit 11 ausgeführt, Sonnenbrillen tragen.
Mit weiterer Bezugnahme auf 15A, kann der Vorteil geeignete Betrachtungszonen für polarisierte Sonnenbrillen tragende Betrachter bereitzustellen durch ein weiteres Anordnen einer dritten Verzögerungs-Schicht 1203 an der Vorderseite des zweiten Linearpolarisators 807, wie vorstehend beschrieben, erreicht werden. Die dritte Verzögerungs-Schicht 1203 kann einen Viertelwellenverzögerer umfassen, der eine Verzögerung von ungefähr (2k + 1)λ/4 aufweist, worin k eine ganze Zahl und λ ungefähr 400 nm–700 nm ist. Die dritte Verzögerungs-Schicht 1203 kann einen einzelnen Lagenverzögerer oder einen Stapel laminierter oder loser Lagen oder einen Film oder mehrere Filme umfassen. Die dritte Verzögerungs-Schicht 1203 kann Viertelwellenplatten, Halbwellenplatten oder Vollwellenplatten umfassen. Die dritte Verzögerungs-Schicht 1203 wandelt die anderseits linear polarisierte Weiterleitung 1521 zu einer kreisförmig polarisierten Weiterleitung um. Der Vorteil der Wirkung kann auf ähnliche Weise mit Bezugnahme auf die Ausführungen von 6 und 7 verstanden werden. Die vordere Oberfläche 1511 des Schutzelements 1510 oder die vordere Oberfläche 1204 der dritten Verzögerungs-Schicht 1203 kann eine hoch effiziente mehrschichtige Antireflexionsbeschichtung, beispielsweise mit einer Reflexion von weniger als ungefähr 1,5 % umfassen, um die Oberflächenreflexion 1530 zu verringern oder zu verhindern und den Eintritt eines Lichtstrahls 140 zur reflektierenden Beleuchtung 1550 zu erhöhen oder zu maximieren. In gewissen Ausführungsformen kann die vordere Oberfläche 1511 des Schutzelements 1510 oder die vordere Oberfläche 1204 der dritten Verzögerungs-Schicht 1203 ebenfalls ein getrenntes transmissives Substrat, beispielsweise Glas oder Kunststoff, wie PET, PEN, TAC, PC, ARTON umfassen, wobei dessen vordere Oberfläche mit der hoch effizienten mehrschichtigen Antireflexionsbeschichtung beschichtet ist, die beispielsweise eine Reflexion von weniger als ungefähr 1,5 % bereitstellt. Die hintere Oberfläche des getrennten transmissiven Substrats kann mit einem Haftmittel (PSA) mit angepasstem Index an die vordere Oberfläche des zweiten Linearpolarisators 807 oder die vordere Oberfläche der dritten Verzögerungs-Schicht 1203 gebondet sein. In dieser Ausführungsform ist die Kombination einer Verringerung oder Minimierung von Reflexionen 1530 und 1531 und einer Erhöhung oder Maximierung von LCD-Beleuchtung 1521 und 1550 geeignet, um die integrale Anzeige 1500 (beispielsweise PT-TRIOLCD) im Sonnenlicht unmittelbar lesbar zu machen. Es können vorstehend bereitgestellte Werte außerhalb der Bereiche und andere Konfigurationen angewendet werden (beispielsweise kann die Antireflexionsbeschichtung irgendwo lokalisiert sein).
Es werden nachfolgend einige Beispiele dargestellt, wobei diese Beispiele nicht beschränkend sind.
Beispiel 1
Eine 10.4'' NLP-LCD mit einer rechtshändigen kreisförmigen Ausgabe der Polarisation wurde getestet und zeigte keine dunklen Betrachtungszonen für Betrachter, die polarisierte Sonnenbrillen tragen.
Im Vergleich zeigte eine 10.4'' LCD mit einer linearen Ausgabe der Polarisation von 45 Grad, mit einer erfassten Helligkeit von 200 Leuchtdichten, dunkle Betrachtungszonen in Richtungen von ungefähr 1:00 und 7:00 Uhr, wenn sie mit polarisierten Sonnenbrillen betrachtet wurde. Diese LCD wurde in eine NLP-LCD mit rechtshändig kreisförmiger Polarisationsausgabe gewandelt, indem ein Viertelwellenverzögerungsfilm von 65 μm Dicke laminiert wurde, wobei dessen slow Axis mit einem Winkel von –45° bezüglich der linearen Polarisation der LCD orientiert ist. Die Helligkeit der gewandelten LCD wurde mit 185 Leuchtdichten erfasst und zeigte keine dunklen Betrachtungszonen, wenn sie mit polarisierten Sonnenbrillen betrachtet wurde.
Beispiel 2
Eine mit einem polarisierten Widerstands-Berührungsfeld integrierte 10.4'' NLP-LCD zeigt keine Beschränkung auf die Orientierung der zweiten kreisförmigen polarisierenden Platte an dem Berührungsfeld. Die zweiten rechtshändigen kreisförmigen polarisierenden Platten wurden durch Laminieren eines in Beispiel 1 beschriebenen Viertelwellenplattenverzögerers und einem Linearpolarisator mit einer Dicke von 100 μm, einer Weiterleitung ~43 % und einem Polarisationskoeffizient ~96 % hergestellt. Der zweite rechtshändige Zirkularpolarisator wurde in verschiedenen Orientierungen an ein 5-verkabelt (5-wired) 10.4'' Widerstand-Berührungsfeld (82 % Weiterleitung) laminiert, um polarisierte Berührungsfelder mit niedriger Reflexion zu erzeugen. Das polarisierte Berührungsfeld mit niedriger Reflexion mit unterschiedlicher Orientierung der zweiten linearen Polarisationsachse, wurde dann an der NLP-LCD angeordnet, die wie in Beispiel 1 beschrieben erzeugt wurde. Es wurde die Helligkeit eines Ausgabelichts erfasst. Die erfasste Helligkeit und die unterschiedlichen Orientierungen der Polarisationsachse sind nachfolgend zusammengefasst:
Wie aus den Erfassungen gesehen werden kann, ist die Helligkeit im Allgemeinen konstant und wurde nicht durch die Orientierung der zweiten linearen Polarisationsachse des polarisierten Berührungsfelds beeinflusst. Die Orientierung von 90° zeigte, wenn sie bei einer 6:00 Uhrrichtung betrachtet wurde, nahezu vollständige Helligkeit und zeigte, wenn sie durch polarisierte Sonnenbrillen betrachtet wurde bei Betrachtungsrichtungen von 3:00 und 9:00 Uhr dunkle Betrachtungszonen. Insgesamt, stellt eine Anordnung, bei der die zweite lineare Polarisationsachse 90° beträgt, geeignetere Betrachtungserfahrungen für Betrachter bereit, die polarisierte Sonnenbrillen tragen.
In verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen können im Handel erhältliche TFT LCDs, Schutzelemente, ein Widerstands-Berührungsfeld und leitende Filme für ein EMI-Schutzschild, einen IR-Block, eine Bildschirmheizeinrichtung verschiedener Größen und Strukturen einfach modifiziert und integriert werden, um Multifunktionsanzeigenstrukturen zu erzeugen, die unter direktem Sonnenlicht betrachtet werden können und ebenfalls geeignete Betrachtungszonen für polarisierte Sonnenbrillen tragende Betrachter bereitstellen. Andere Vorteile sind ebenfalls möglich.
Andere Konfigurationen können ebenfalls verwendet werden. Zusätzliche Bestandteile können hinzugefügt, Bestandteile können entfernt oder die Anordnung der Bestandteile kann geändert werden. Es können andere als solche vorstehend spezifisch aufgeführten Werte verwendet werden. Es sind andere Variationen, sowohl solche in dem Bereich wohl bekannte, als auch solche, die noch erfunden werden möglich.

Claims

Polarisierendes Flüssigkristallanzeigen-Schutzelement, mit einer hinteren Schutzelement-Oberfläche und einer vorderen Schutzelement-Oberfläche, durch welche Licht von einem Anzeigenmodul durchgehen kann und auf einen Betrachter trifft, wobei das Schutzelement umfasst: eine Verzögerungss-Schicht RB mit einer vorderen Oberfläche, einer hinteren Oberfläche, einer slow Axis RBX und einer Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4, worin m eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm–700 nm liegt; einen vor der Verzögerungs-Schicht RB und näher zu dem Betrachter angeordneten Linearpolarisator PB, wobei der Linearpolarisator PB eine lineare Polarisationsachse PBX aufweist, die einen Winkel θ₂ von ungefähr 45° oder –45° zu der slow Axis RBX der Verzögerungs-Schicht RB bildet; und ein transparentes Stützelement, wobei das transparente Stützelement eine Glassubstrat-Lage, eine Kunststoffsubstrat-Lage oder eine Berührungs-Eingabeeinrichtung umfasst; worin mindestens eine der vorderen und hinteren Oberfläche des Elements eine Antireflexionsbehandlung umfasst.
Schutzelement nach Anspruch 1, worin das transparente Stützelement vor dem Linearpolarisator PB angeordnet ist.
Schutzelement nach Anspruch 1, worin das transparente Stützelement zwischen dem Linearpolarisator PB und der Verzögerungs-Schicht RB angeordnet ist.
Schutzelement nach Anspruch 1, worin das transparente Stützelement hinter der Verzögerungs-Schicht RB angeordnet ist.
Schutzelement nach Anspruch 1, weiter umfassend, eine Verzögerungs-Schicht RC, worin die Verzögerungs-Schicht RC einen oder mehrere Verzögerer umfasst, die derart orientiert sind, dass Anzeigenmodullicht als elliptisch oder kreisförmig polarisiertes Licht austritt.
Flüssigkristallanzeige mit integriertem polarisierendem Schutzelement, umfassend: ein Flüssigkristallanzeigenmodul mit einer vorderen Moduloberfläche, die selektiv linear polarisiertes Licht ausgibt, das entlang einer Polarisationsachse PAX orientiert ist, worin das Flüssigkristallanzeigenmodul ein Hintergrundbeleuchtungsmodul und eine Flüssigkristallzelle umfasst, die eine zwischen zwei transparenten Substraten liegende Flüssigkristallschicht aufweist; ein vor dem Flüssigkristallanzeigenmodul angeordnetes polarisierendes Schutzelement, worin das polarisierende Schutzelement eine hintere Schutzelement-Oberfläche und eine vordere Schutzelement-Oberfläche aufweist und ein transparentes Stützelement und einen Linearpolarisator PB mit einer linearen Polarisationsachse PBX umfasst, die entweder vor oder hinter dem transparenten Stützelement angeordnet ist; und eine vordere Anzeigenoberfläche, durch welche Licht von dem Hintergrundbeleuchtungsmodul austritt, worin das transparente Stützelement des Schutzelements eine Glassubstrat-Lage, eine Kunststoffsubstrat-Lage oder eine Berührungs-Eingabeeinrichtung umfasst, und worin mindestens eine der vorderen Anzeigenoberfläche, der hinteren Schutzelement-Oberfläche und der vorderen Modul-Oberfläche eine Antireflexionsbehandlung umfasst.
Integrale Anzeige nach Anspruch 6, worin das transparente Stützelement einen vor der Flüssigkristallzelle angeordneten Linearpolarisator umfasst.
Integrale Anzeige nach Anspruch 6, worin das Schutzelement weiter eine Verzögerungs-Schicht RB umfasst, die eine vordere Oberfläche, eine hintere Oberfläche und eine slow Axis RBX mit einer Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4 umfasst, worin m eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm–700 nm liegt, worin der Verzögerer RB an der Rückseite des Linearpolarisators PB so angeordnet ist, dass die lineare Polarisationsachse PBX zu der slow Axis RBX einen Winkel θ₂ von ungefähr +/– 45° bildet, wobei sich das transparente Stützelement in einer der folgenden Positionen befindet: vor dem Linearpolarisator PB, hinter dem Linearpolarisator PB, oder zwischen dem Linearpolarisator PB und der Verzögerungs-Schicht RB.
Integrale Anzeige nach Anspruch 8, weiter umfassend, einen hinter der Verzögerungs-Schicht RB angeordneten, reflektierenden, funktionellen Teil, wobei der reflektierende funktionelle Teil eine hintere Oberfläche aufweist und mindestens einen von einem EMI-Schutzschild, einem Infrarotfilter und einer LCD-Heizeinrichtung umfasst, welche durch eine leitende Filmbeschichtung an der hinteren Oberfläche des Verzögerers RB oder durch eine leitende Filmbeschichtung an einem getrennten Substrat gebildet wird.
Integrale Anzeige nach Anspruch 8, weiter umfassend, eine hinter dem Schutzelement und vor dem Anzeigenmodul befindliche Verzögerungs-Schicht RA, wobei die Verzögerungs-Schicht RA eine vordere Oberfläche, eine hintere Oberfläche, eine Verzögerung von ungefähr (2n + 1)λ/4 und eine slow Axis RAX aufweist, die zu der linearen Polarisationsachse PAX einen Winkel θ₁ bildet, worin n eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm–700 nm liegt.
Integrale Anzeige nach Anspruch 10, worin der θ₁ zwischen ungefähr +25° bis ungefähr +65° und θ₂ ungefähr +45° beträgt, oder θ₁ zwischen –25° bis ungefähr –65° beträgt und θ₂ ungefähr –45° beträgt, wenn (m + n) Null oder eine gerade ganze Zahl ist.
Anzeige nach Anspruch 10, worin θ₁ zwischen ungefähr +25° bis ungefähr +65° und θ₂ ungefähr –45° beträgt, oder θ₁ zwischen ungefähr –25° bis ungefähr –65° und θ₂ ungefähr +45° beträgt, wenn (m + n) eine ungerade ganze Zahl ist.
Integrale Anzeige nach Anspruch 10, weiter umfassend, einen hinter der Verzögerungs-Schicht RB befindlichen reflektierenden funktionellen Teil, wobei das reflektierende funktionelle Teil eine vordere Oberfläche und eine hintere Oberfläche aufweist und mindestens einen von einem EMI-Schutzschild, einem Infrarotfilter und einer LCD-Heizeinrichtung umfasst, welche an der hinteren Oberfläche des Verzögerers RB oder vorderen Oberfläche des Verzögerers RA eine leitende Filmbeschichtung umfasst oder an einem getrennten Substrat eine leitende Filmbeschichtung umfasst.
Integrale Anzeige nach Anspruch 10, worin mindestens eine der vorderen Anzeigenoberfläche, der hinteren Schutzelement-Oberfläche, den vorderen und hinteren Oberflächen der RA Verzögerungs-Schicht und der vorderen Modul-Oberfläche eine Antireflexionsbehandlung umfasst.
Transflektive Flüssigkristallanzeige mit integriertem polarisierendem Schutzelement, umfassend: ein transflektives Flüssigkristallanzeigenmodul mit einer vorderen Modul-Oberfläche, die selektiv linear polarisiertes Licht ausgibt, das entlang einer linearen Polarisationsachse PAX orientiert ist, worin das transflektive Flüssigkristallanzeigenmodul eine Flüssigkristallzelle umfasst, die eine zwischen zwei transparenten Substraten liegende Flüssigkristallschicht aufweist, einen Teilreflektor mit einer reflektierenden Elektrode oder einem reflektierenden Lagenelement und ein Hintergrundbeleuchtungsmodul; eine vor dem transflektiven Flüssigkristallanzeigenmodul angeordnete Verzögerungs-Schicht RA, worin die Verzögerungs-Schicht RA eine vordere Oberfläche aufweist, eine hintere Oberfläche, eine Verzögerung von ungefähr (2n + 1)λ/4 und eine, einen Winkel θ₁ zu der linearen Polarisationsachse PAX bildende erste slow Axis, worin n eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm–700 nm liegt; ein vor dem Flüssigkristallanzeigenmodul angeordnetes polarisierendes Schutzelement, worin das Schutzelement eine hintere Schutzelement-Oberfläche und eine vordere Schutzelement-Oberfläche aufweist, und ein transparentes Stützelement umfasst, eine Verzögerungs-Schicht RB, die eine slow Axis RBX mit einer Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4 umfasst, worin m eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm–700 nm liegt, und einem Linearpolarisator PB, der eine lineare Polarisationsachse PBX aufweist, die zu der slow Axis RBX einen Winkel θ₂ bildet; und eine vordere Anzeigenoberfläche, durch welche Licht von einem Hintergrundbeleuchtungsmodul austritt, worin der Linearpolarisator PB des Schutzelements an der Vorderseite der Verzögerungs-Schicht RB des Schutzelements angeordnet ist, und das transparente Stützelement des Schutzelements eine Glassubstrat-Lage, eine Kunststoffsubstrat-Lage, oder eine Berührungs-Eingabeeinrichtung umfasst, und vor dem Linearpolarisator PB, hinter der Verzögerungs-Schicht RB, oder zwischen dem Linearpolarisator PB und der Verzögerungs-Schicht RB angeordnet ist.
Integrale Anzeige nach Anspruch 15, worin der Teilreflektor einen reflektierenden Polarisator und ein Streuelement umfasst, worin das Streuelement eine Haftmittelschicht oder eine gewellte Streuoberfläche ist.
Integrale Anzeige nach Anspruch 15, weiter umfassend, einen hinter der Verzögerungs-Schicht RB angeordneten reflektierenden, funktionellen Teil, worin der reflektierende funktionelle Teil eine hintere Oberfläche umfasst und mindestens einen von einem EMI-Schutzschild, einem Infrarotfilter, und einer LCD-Heizeinrichtung umfasst, welches durch eine leitende Filmbeschichtung an der hinteren Oberfläche des Verzögerers RB oder durch einen leitenden Film gebildet wird, der an ein getrenntes Substrat beschichtet ist.
Integrale Anzeige nach Anspruch 15, worin mindestens eine der vorderen Anzeigenoberfläche, den vorderen und hinteren Schutzelement-Oberflächen, der vorderen und hinteren RA Verzögerungs-Schicht-Oberfläche, und der vorderen Modul-Oberfläche eine Antireflexionsbehandlung umfasst.
Integrale Anzeige nach Anspruch 17, worin mindestens eine der vorderen Anzeigenoberfläche, der vorderen und hinteren Schutzelement-Oberfläche, der vorderen und hinteren RA Verzögerungs-Schicht-Oberfläche, und der vorderen Modul-Oberfläche eine Antireflexionsbehandlung umfasst.
Transflektive Flüssigkristallanzeige mit integriertem polarisierendem Schutzelement, umfassend: ein transflektives Flüssigkristallanzeigenmodul, das eine vordere Modul-Oberfläche aufweist, wobei das transflektive Flüssigkristallanzeigenmodul von vorne nach hinten umfasst, einen Linearpolarisator PA mit einer linearen Polarisationsachse PAX, eine Flüssigkristallzelle mit einer zwischen zwei transparenten Substraten liegenden Flüssig kristallschicht, einen Teilreflektor mit einer reflektierenden Elektrode oder reflektierenden Lagenelemente und ein Hintergrundbeleuchtungsmodul; eine vor dem transflektiven Flüssigkristallanzeigenmodul angeordnete Verzögerungs-Schicht RA, wobei die Verzögerungs-Schicht RA eine vordere Oberfläche, eine hintere Oberfläche, eine Verzögerung von ungefähr (2n + 1)λ/4 und eine slow Axis aufweist, die zu der linearen Polarisationsachse PAX einen Winkel θ₁ bildet, worin n eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm–7000 nm liegt; ein vor dem Flüssigkristallanzeigenmodul befindliches polarisierendes Schutzelement, worin das Schutzelement eine hintere Schutzelement-Oberfläche und eine vordere Schutzelement-Oberfläche aufweist und ein transparentes Stützelement umfasst, eine Verzögerungs-Schicht RB, die eine slow Axis RBX mit einer Verzögerung von ungefähr (2m + 1)λ/4 aufweist, worin m eine ganze Zahl ist und λ zwischen ungefähr 400 nm–700 nm liegt, und einen Linearpolarisator PB, der eine lineare Polarisationsachse PBX aufweist, die zu der slow Axis RBX einen Winkel θ₂ bildet; und eine vordere Anzeigenoberfläche, durch welche Licht von dem Hintergrundbeleuchtungsmodul austritt, worin sich der Linearpolarisator PB des Schutzelements an der Vorderseite der Verzögerungs-Schicht RB des Schutzelements befindet und das transparente Stützelement des Schutzelements umfasst, eine Glassubstrat-Lage, eine Lage von Kunststoffsubstrat, oder einen Typ einer Berührungs-Eingabeeinrichtung und ist vor dem Linearpolarisator PB, hinter der Verzögerungs-Schicht RB, oder zwischen dem Linearpolarisator PB und der Verzögerungs-Schicht RB positioniert.
Integrale Anzeige nach Anspruch 20, worin der Teilreflektor einen reflektierenden Polarisator und ein Streuelement umfasst, worin das Streuelement eine Haftmittelschicht oder eine gewellte Streuoberfläche ist.
Integrale Anzeige nach Anspruch 20, weiter umfassend, ein hinter der Verzögerungs-Schicht RB angeordnetes reflektierendes funktionelles Teil, worin das reflektierende funktionelle Teil eine hintere Oberfläche aufweist und mindestens einen von einem EMI-Schutzschild, einem Infrarotfilter und einer LCD-Heizeinrichtung umfasst, welche durch eine leitende Filmbeschichtung an der hinteren Oberfläche des Verzögerers RB oder durch eine leitende Filmbeschichtung an einem getrennten Substrat gebildet wird.
Integrale Anzeige nach Anspruch 20, worin mindestens eine der vorderen Anzeigenoberfläche, der vorderen und hinteren Schutzelement-Oberfläche, der vorderen und hinteren RA Verzögerungs-Schicht-Oberfläche und der vorderen Modul-Oberfläche eine Antireflexionsbehandlung umfasst.
Integrale Anzeige nach Anspruch 22, worin mindestens eine der vorderen Anzeigenoberfläche, der vorderen und hinteren Schutzelement-Oberfläche, der vorderen und hinteren RA Verzögerungs-Schicht-Oberfläche und der vorderen Modul-Oberfläche eine Antireflexionsbehandlung umfasst.