CN103135152A - 对称扩散膜及其平面显示器的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种对称扩散膜(SDF)及其平面显示器的应用。对称扩散膜最少包括两种不同物质，其中第一物质包括一第一折射率，第二物质包括一第二折射率，第一折射率和第二折射率并不相同。平面显示器包括一种对称扩散膜(SDF)，设置在一上偏光板的一侧，其中上偏光板不含有补偿膜(compensation film)。

Description

对称扩散膜及其平面显示器的应用

技术领域

本发明涉及一种对称扩散膜及其平面显示器的应用方法，并且特别是涉及包括了应用对称扩散膜技术的广视角平面显示器。

背景技术

液晶显示器(LCD)是利用液晶(LCs)能调节发光的性质而可构成一种平面显示器、电子视觉显示器，及影像显示器。由于液晶显示器在绝大多数应用上具有更简洁、更轻盈、可携带、更低价、更高可靠度、以及让眼睛更舒适的功能，液晶显示器已取代了阴极射线管显示器(CRT)。现在液晶显示器成为最广泛使用的显示器，同时提供多样性的选择，包括尺寸、形状、解析度，以及型号，同时也广泛应用在电脑荧幕、电视、仪器仪表板、飞机座舱荧幕，以及招牌等。

现今市场上有几种知名的液晶显示器型式，例如边缘电场切换型(FFS)、垂直配向型(VA)、扭转向列型(TN)，以及光学补偿弯曲型(OCB)液晶显示器。边缘电场切换型(FFS)液晶显示器具有广视角、高成本、低良率，以及低穿透率的特性。传统垂直配向型(VA)液晶显示器必须搭配昂贵的优化补偿器，因此增加了成本。同时，垂直配向型液晶显示器在广视角的功能上表现并不好，在某些角度下会出现泛白褪色(white wash-out)的现象，导致影像的对比率降低。扭转向列型(TN)型液晶显示器拥有简单的结构，但是在广视角功能上表现不佳。光学补偿弯曲型(OCB)液晶显示器具有非常快速的反应时间，然而，光学补偿弯曲型液晶显示器必须具备优化补偿器造成造价昂贵。不论采用何种液晶显示器，消费者始终追求着低价同时拥有理想画面的液晶显示器，例如广视角功能、减小灰阶反转、减小色差、减小色相偏移(hue shift)等功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对称扩散膜及其平面显示器的应用方法，其中特别包括了应用对称扩散膜技术的广视角平面显示器。实施例的平面显示器结构应用了对称扩散膜及不包括视角补偿膜的偏光板。实施例的显示器拥有一简单且低价制造的结构，同时，显示在平面显示器上的影像品质也有大幅提升。

为达上述目的，本发明提供一种适用于平面显示器的对称扩散膜，此对称扩散膜中至少包括两种不同物质，包括混合的具第一折射率的第一物质和具第二折射率的第二物质，且第一折射率不等于第二折射率。

本发明另提供一种平面显示器，此平面显示器配置一面板用以显示影像，其中上偏光板设置在面板上。在其较佳实施例中，平面显示器包括对称扩散膜，对称扩散膜设置在上偏光板的一侧，同时上偏光板中并不含有补偿膜。对称扩散膜含有最少两种物质，其中具有混合的第一物质和第二物质；第一物质具有第一折射率，第二物质具有第二折射率，其中第一折射率不相等于第二折射率。

本发明又提供一种平面显示器，此平面显示器中包括液晶面板，液晶面板中包括液晶层；其中上偏光板设置于液晶层上且不包括补偿膜；前述的对称扩散膜设置于上偏光板的一侧，其中一准直光(collimated light)通过液晶面板。在一实施例中，被对称扩散膜散射的准直光的一半高宽值(half-width athalf-maximum，HWHM)在5度到20度的范围内。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1A及图1B为本发明第一实施例的两种穿透式液晶显示器简示图；

图2A显示理想背光系统的对比率(CR)；

图2B显示以半高宽为函数的对比率；

图3A显示系统1中垂直和水平方向的亮度分布；

图3B显示系统2中垂直和水平方向的亮度分布；

图4A简示液晶显示器结构在有无扩散膜的情况下，影像模糊的程度；

图4B简示液晶显示器结构其影像模糊的程度；

图5显示本实施例的对称扩散膜；

图6A到图6G显示具有补偿膜的M型垂直配向类型(M-VA，不含补偿膜)液晶显示器在量测结果上的比较；

图7A到图7G显示不含补偿膜的M型垂直配向类型(M-VA，不含补偿膜)液晶显示器在量测上的结果；

图8A到图8G显示实施例中不含补偿膜，而拥有补偿膜的M型垂直配向类型液晶显示器，以及准直光背光的测量结果；

图9显示实施例中传统型背光系统及准直光背光系统的白亮度分布；

图10显示实施例中4种液晶显示器结构在极座标角度Φ为45度时，亮度和灰阶之间的珈玛曲线；

图11A显示四种左-右方向在方位角/极座标角度为0度-180度的液晶显示器对比率，其对比率以视角θ为函数；

图11B显示四种方位角为45度-225度的液晶显示器的对比率，其对比率以视角θ为函数；

图12A显示实施例中液晶显示器(不含补偿膜及含有对称扩散膜)的等对比率等高线。图12B显示传统液晶显示器结构的等对比率等高线；

图13A显示四种液晶显示器中橘色CIE色度直角座标图；

图13B显示四种液晶显示器中白色CIE色度直角座标图；

图14A及图14B简示第二实施例中两种反射式液晶显示器；

图15中显示第二实施例中反射式液晶显示器的应用；

图16显示反射式液晶显示器在有无不平反射器结构的情况下，量测参考电压(Vref)和样本像素电压的差值；

图17A和图17B简示两种第三实施例中半穿透半反射式液晶显示器；

图18显示第三实施例中半穿透半反射式液晶显示器的应用。

主要元件符号说明

10、10’:穿透式液晶显示器

40、40’、50:反射式液晶显示器

60、60’、70:半穿透半反射式液晶显示器

506A、706A:第一铟锡氧化物(ITO)

506b、706b:第二铟锡氧化物(ITO)

503、703:金属汇流排线

507、707:彩色滤光层

501a、701a:第一玻璃基板

501b、701b:第二玻璃基板

502、702:多晶硅层

402、502、708:镜面反射器

301:第一物质

302:第二物质

303:第三物质

205:玻璃与其膜层

30、107、207、407、517、607、717:对称扩散膜SDF

105、603:下偏光板

104、204、404、514、604、714:上偏光板

102、609、709:背光系统

202、401、505、601、705:液晶层

101:液晶层

504、704:寄生电容

具体实施方式

本发明的实施例中提供一种对称扩散膜(Symmetric diffusion film，SDF)及其广视角平面显示器的应用。实施例的平面显示器结构(例如液晶显示器)利用了对称扩散膜和不包括视角补偿膜的偏光板构成此显示器。制造平面显示器的成本也因为省去高价的补偿膜而降低。实施例中平面显示器具有简单结构且可以低价成本制造。因此实施例的平面显示器适合大量生产。同时，本实施例中的平面显示器能解决传统显示器面对深视角时发生色差问题，例如影像泛白褪色或是泛黄的问题。本实施例中的平面显示器在影像品质上有大幅的进步，在影像显示上拥有如广视角、无灰阶反转、微小色差、微小色相偏移等许多优点。

实施例中的平面显示器的结构可广泛的被应用在穿透式(transmissive)、反射式，以及半穿透半反射式等液晶显示器。同时，平面显示器也适用于多种液晶显示器，例如边缘电场切换型(FFS)、垂直配向型(VA)、扭转向列型(TN)，以及光学补偿弯曲型(OCB)液晶显示器。

以下提出液晶显示器的实施例与所附附图详细叙述本发明的实施例。然实施例所提出的细部结构是为举例说明，并非限缩保护范围之用。相关领域的技术者可在不悖离揭露精神的情况下跟据实际应用所需做修饰与变化。

第一实施例-穿透式液晶显示器

请参照图1A及图1B，其为依照本发明第一实施例的两种穿透式液晶显示器的简示图。

穿透式液晶显示器10或10’包括液晶面板101(内含一液晶层)；背光系统102设置在液晶面板101下方，用以提供一准直光通过液晶面板101；上偏光板104、下偏光板105、及对称扩散膜107设置在上偏光板104的一侧；液晶面板101设置在上偏光板104和下偏光板105之间；上偏光板104和下偏光板105彼此正交产生一交叉极化现象(cross-polarization effect)。穿透式液晶显示器10以及10’的差异在于对称扩散膜107位置不同。请参照图1A，对称扩散膜107设置于上偏光板104的背面，并夹置于上偏光板104以及液晶面板101之间。请参照图1B，对称扩散膜107设置于上偏光板104的上方(如上表面)。第一实施例中，上偏光板104及下偏光板105中并无存在补偿膜，例如广视角补偿膜(wide view film)。

在第一实施例中，背光系统102设置在液晶面板101下，背光系统102提供一准直光通过液晶面板101，准直光的半高宽值(HWHM)范围大约5度到15度之间。图2A显示一理想背光系统的对比率(CR)；图2B显示以半峰半宽半高宽为函数的对比率；如图2B中所示，当半高宽值范围大约5度到15度之间时，其对比率大约介于0.1至1之间。对比率是显示器所能产生的亮度，介于最亮的白色和最暗的黑色中的比例，对比率同时也是另一接收影像品质的主要因素。拥有较高对比率的影像比起低对比率的影像看起来其轮廓会较明显清楚。

同时，设置两组准直背光系统用来检测背光表现。图3A显示系统1中角度相关的垂直和水平方向的亮度分布；图3B显示系统2中角度相关的垂直和水平方向的亮度分布。图3B中，水平方向和垂直方向的半高宽值分别是18度和8度。图3A中，水平方向和垂直方向的半高宽值分别是15度和10度。

为改善影像模糊的问题，应使液晶层到扩散膜的距离越短越好，或是由背光系统射出的光线其散射色角度越小越好的光，或是让液晶层和扩散膜越薄可以改善模糊的问题。举例来说，使用更薄的玻璃、更薄的偏光板，或是放置在适当位置的扩散膜都可以用来减低减少液晶层和扩散膜之间的距离。再者，所揭露的实施例是使用准直光。图4A简示液晶显示器结构在有无扩散膜的情况下，影像模糊的程度。根据此实施例(例如:图4A左半部的结构)，对称扩散膜207设置在上偏光板204上，背光系统射出的准直光(扩散角α)穿透下基板玻璃201、液晶层202、上基板玻璃203、和上偏光板204，之后被对称扩散膜207散射(散射角β)，。散射角β也会随着对称扩散膜207的厚度变动。图4B简示液晶显示器结构其影像模糊的程度，其中玻璃与其膜层205代表一上玻璃基板和一个扩散膜。每个像素P含有3个有色子像素，包括蓝色子像素202B、绿色子像素202G，以及红色子像素R。若要能辨识单一色线，则需满足以下方程式：

$\mathrm{\α}\≤{\tan }^{-1}\left(\frac{d}{t}\right)$

其中，d为1/3个像素尺寸，t为玻璃与其膜层205的厚度，α角为对应玻璃与其膜层205厚度t的背光(半高宽)的扩散角。

在一实施例中，对称扩散膜设置在上偏光板的一侧，同时被该对称扩散膜207散射后的光线其半高宽出散一射角范围约在5度到20度的光。在一实施例中，当该对称扩散膜207的半高宽大约在20度时，而可应用的玻璃厚度约200μm，然本发明并不限制于此。

根据此实施例，对称扩散膜含有最少两种物质，其中包括第一物质和第二物质，第一物质和第二物质混合而成该对称扩散膜；第一物质具有第一折射率n1，第二物质具有第二折射率n2，其中第一折射率n2不相等于第二折射率n2。在一实施例中，第一折射率n1和第二折射率n2的差大于0而不大于0.1。第二物质可以是粒子型态散布在第一物质中，而粒径尺寸在0.1μm到10μm之间。

图5显示本实施例揭露的对称扩散膜。图5中对称扩散膜30含有3种不同物质，包括第一物质301、第二物质302、第三物质303，分别具有第一折射率n1、第二折射率n2、第三折射率n3。第三折射率n3和第一折射率及第二折射率并不相同。第二物质和第三物质可以是粒子型态般散布在第一物质中，第三折射率n3和第二折射率n2之差，和第三折射率n3和第一折射率n1之差皆不大于0.1。举例中的第三物质的粒径尺寸例如是0.1μm到10μm之间。对称扩散膜折射率例如是n1＝1.6，n2=1.5，n3=1.5，和n1=1.6，n2=1.5，n3=1.4。

在一实施例中，第一物质301可以是有机材料，例如胶水、粘着剂或是树脂(例如聚对苯二甲酸乙二酯，PET)。第二物质和第三物质的组成可分别独立的自无机材料(例如硅氧玻璃SiOx、硅氮玻璃SiNx)，和透明导电材料(例如铟锡氧化物(ITO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、铟镓锌氧化物(GZO))中选择。再者，实施例的对称扩散膜的厚度例如是在20μm到200μm之间，然其并非用以限定本发明。

多种不同制造方法皆可用来制造对称扩散膜，并不以实施例揭露内容为限。在一实施例中，对称扩散膜30由第二物质及第三物质的粒子依任意比例散布入第一物质，之后再固化第一物质以与第二物质或/及第三物质混合。举例来说，在足够高的温度下液化一有机材料(例如胶水、粘着剂、PET…)，再加入任意比例的第二物质粒子及/或第三物质粒子进入该熔化的有机材料中，并且搅拌混合均匀，再固化此混合物。

相关实验及结果

以下以三种不同的M型垂直配向类型(M-VA)液晶显示器结构以研究液晶显示器的性能，例如观察珈玛曲线、灰阶反转(GSI)，以及色彩偏移(colorshift)。根据实验，实施例提供一不具有补偿膜的M型垂直配向类型(M-VA)液晶显示器结构(如图1A)，同时对称扩散膜的半高宽值为18度，而准直光背光系统2也被应用在实验中。在实验中，本实施例中的拥有补偿膜的M型垂直配向类型(M-VA)液晶显示器(例如现今垂直配向显示器，不含对称扩散膜)和没有补偿膜的M型垂直配向类型(M-VA，不含对称扩散膜)液晶显示器被拿来作为比较。

图6A到图6G为具补偿膜的M型垂直配向类型(M-VA)液晶显示器(例如现今垂直配向显示器，不含对称扩散膜)，在量测结果上的比较。

图6A显示关于明亮强度和位于八种不同视角的灰阶(其中视角为0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度，以及70度)，在极座标角度(Φ)为0度时的珈玛曲线(其中视角为0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度，以及70度)，其中标准幂次曲线(其中γ=2.2)也呈现于图示中。同理，图6B显示关于明亮强度和位于八种不同视角的灰阶，在极座标角度为45度时的珈玛曲线。图6C显示关于明亮强度和位于八种不同视角的灰阶，在极座标角度为90时的珈玛曲线。图6D显示关于明亮强度和位于八种不同视角的灰阶，在极座标角度为135度时的珈玛曲线。图6E显示关于明亮强度和位于八种不同视角的灰阶，在极座标角度为180度时的珈玛曲线。在图6A到图6E中显示的珈玛曲线，代表了有补偿膜的M型垂直配向类型(M-VA，不含对称扩散膜)液晶显示器(例如现今垂直配向显示器，不含对称扩散膜)的表现，同时也显现了和γ=2.2的标准幂次曲线的显著差异。

图6F显示在从灰阶0(黑色)到灰阶255(白)之间不同灰阶等级的等对比率曲线。拥有补偿膜的M型垂直配向类型(M-VA)液晶显示器(例如现有垂直配向类型(M-VA)液晶显示器，不含有对称扩散膜)的灰阶反转(GSI)大约发生在50度时。

另外，图6G为在不同视角介于0~70度时，同时极座标φ角度为0度、45度、90度、135度、180度、225度、225度、270度，以及315度所绘制的CIE的色度直角座标图。在CIE的色度直角座标图中，每一点代表一单一波长的纯色相。由于人类眼睛具有对应3种不同波长的感测器，所有可见颜色的完整色点将会构制成一立体图像。而颜色可分成两种概念的组合:明亮度(brightness)及色度(chromaticity)。举例来说，白色是一种明亮的颜色，而灰色对比于白色则成为一较暗的白色。换句话说，白色和灰色在色度中是相同的但在亮度上是不同的。图6G中清楚呈现拥有补偿膜的M型垂直配向类型(M-VA)液晶显示器(例如现有垂直配向类型(M-VA)液晶显示器，不含有对称扩散膜)，在视角下产生大幅度的色相偏移，使显示影像的白色及橘色看起来偏黄。

图7A到图7G显示不含补偿膜的M型垂直配向类型(M-VA，不含对称扩散膜)液晶显示器的量测结果，以做比较之用。

图7A显示关于明亮强度和位于八种不同视角的灰阶，在极座标角度(Φ)为0度时的珈玛曲线(其中视角为0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度，以及70度)，其中标准幂次曲线(其中γ=2.2)也呈现于图示中。图7B显示关于明亮强度和位于八种不同视角的灰阶，在极座标角度为45度时的珈玛曲线。图7C显示关于明亮强度和位于八种不同视角的灰阶，在极座标角度为90度时的珈玛曲线。图7D显示关于明亮强度和位于八种不同视角的灰阶，在极座标角度为135度时的珈玛曲线。图7E显示关于明亮强度和位于八种不同视角的灰阶，在极座标角度为180度时的珈玛曲线。和图6A到图6E相似，在图7A到图7E中显示的珈玛曲线，代表了不含补偿膜和不含对称扩散膜的M型垂直配向类型(M-VA)液晶显示器的表现，同时也显现了和γ=2.2的标准幂次曲线的显著差异。

图7F显示在灰阶0(黑色)到灰阶255(白)之间的等对比率曲线。不含补偿膜的M型垂直配向类型(M-VA)液晶显示器(不含有对称扩散膜)在视角θ大约60度时发生灰阶反转。

另外，图7G显示由视角θ介于0~70度时从不同颜色获得的CIE色度直角座标图，其中，极座标Φ角度为0度、45度、90度、135度、180度、225度、225度、270度，以及315度。在CIE色度直角座标图中，每一点代表一单一波长的纯色相。类似于图6G，图7G清楚显示不含补偿膜和不含对称扩散膜的M型垂直配向类型液晶显示器在视角改变时产生大幅度色相偏移，并且呈现的影像色彩产生不良变化。

图8A到图8G显示实施例中不含补偿膜，拥有对称扩散膜(其半高宽值为18度)以及具准直光背光模块的M型垂直配向类型液晶显示器的测量结果。

图8A显示关于明亮强度和位于八种不同视角的灰阶，在极座标角度为0时的珈玛曲线(其中视角θ为0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度，以及70度)，其中标准幂次曲线(其中γ=2.2)也呈现于图示中。图8B显示关于明亮强度和位于八种不同视角的灰阶，在极座标角度为45度时的珈玛曲线。图7C显示关于明亮强度和位于八种不同视角的灰阶，在极座标角度为90度时的珈玛曲线。图7D显示关于明亮强度和位于八种不同视角的灰阶，在极座标角度为135度时的珈玛曲线。图7E显示关于明亮强度和位于八种不同视角的灰阶，在极座标角度为180度时的珈玛曲线。和图6A-图6E，及图7A-图7E相比，图8A-图8E显示的珈玛曲线，代表了实施例的M型垂直配向类型(含有对称扩散膜但不含补偿膜)液晶显示器的表现，同时也显现了和γ=2.2的标准幂次曲线有较小的强度差异。

图8F显示在灰阶0(黑色)到灰阶255(白色)之间的等对比率曲线。结果显示实施例的M型垂直配向类型(M-VA)液晶显示器(含有对称扩散膜但不含补偿膜)，并没有发生灰阶反转现象。

另外，图8G显示视角θ介于0~70度时从不同颜色获得的CIE色度直角座标图，其中极座标Φ角度为0度、45度、90度、135度、180度、225度、225度、270度，以及315度。在CIE色度直角座标图中，每一点代表一单一波长的纯色相。和图6G及图7G不同，图8G清楚显示当视角改变时色相偏移很小，特别是白色偏移很小。因此实施例的M型垂直配向类型液晶显示器(不含补偿膜和含有对称扩散膜)在影像品质上得到很大的改善。

图9显示实施例中传统型背光系统及准直光背光系统的白亮度分布。图中结果显示：在不同视角θ下，实施例的背光系统的亮度和传统背光系统的亮度基本上并无分别。

再者，进一步研究和讨论四种不同液晶显示器的灰阶反转、对比率及色差现象，包括实施例的液晶显示器(不含补偿膜、含有对称扩散膜)、含有补偿膜的M型垂直配向类型(M-VA)液晶显示器(例如现今垂直配向类型液晶显示器，其中不含有对称扩散膜)、不含补偿膜的M型垂直配向类型(M-VA)液晶显示器(也不含有对称扩散膜)，以及边缘电场切换型液晶显示器。其结果显示于图10~图13B。

图10显示四种液晶显示器结构在极座标角度Φ为45度时，亮度和灰阶值之间的珈玛曲线，其中包括:实施例的不含补偿膜及含有对称扩散膜型的液晶显示器、含补偿膜的M型垂直配向类型(M-VA)液晶显示器(不含有对称扩散膜)、不含补偿膜的M型垂直配向类型(M-VA)液晶显示器(不含有对称扩散膜)，以及边缘电场切换型液晶显示器。由结果得知，本实施例的液晶显示器(不含补偿膜及含有对称扩散膜)结构仅有程度很小的灰阶反转。

图11A显示四种在左-右方向的方位角/极座标角度为0度-180度的液晶显示器对比率，其对比率以视角θ为函数。图11B显示四种方位角为45度-225度的液晶显示器的对比率，其对比率以视角θ为函数。结果显示，图11A及图11B中曲线代表本实施例M型垂直配向类型(M-VA)液晶显示器结构(不含补偿膜、含有对称扩散膜)的曲线实质上为对称曲线，特别是图11B中的曲线。

图12A显示实施例中液晶显示器(不含补偿膜及含有对称扩散膜)的等对比图。图12B显示传统液晶显示器结构的等对比图。比较图12A及图12B可以发现，本实施例中液晶显示器结构的等对比图有显著改善，特别是在方位角45度到225度之间。

图13A显示四种液晶显示器中橘色的CIE色度直角座标图。图13B显示四种液晶显示器中白色的CIE色度直角座标图。图13A及图13B的结果证明：实施例的液晶显示器结构其色差和色相偏移皆很小。

表1总结比较四种液晶显示器的性能，包括实施例的液晶显示器(不含补偿膜及含有对称扩散膜)、含补偿膜的M型垂直配向类型(M-VA)液晶显示器(不含有对称扩散膜)、不含补偿膜的M型垂直配向类型(M-VA)液晶显示器(不含有对称扩散膜)，以及边缘电场切换型液晶显示器。

表1

第二实施例-反射式液晶显示器

反射式液晶显示器是将穿透式液晶显示器中的背光模块以扩散式反射层取代。反射式液晶显示器价格最便宜，但需要外部亮光作为光源。反射式液晶显示器在暗室或夜晚的户外都很难辨识荧幕。本实施例的结构可应用于反射式液晶显示器，以增进液晶显示器的性能并且降低制造成本。图14A及图14B简示第二实施例中两种反射式液晶显示器的结构。

如图14A及图14B所示，反射式液晶显示器40或40’，最少包括一液晶(LC)面板，由一液晶层401、一镜面反射层402、一上偏光板404、及一对称扩散膜(SDF)407组成。镜面反射层402设置在液晶层401下方，用来反射周围区域的环境光(穿越液晶层401到镜面反射器402)到观看者。对称扩散膜(SDF)407设置在上偏光板404的一侧。下偏光板(未显示)可设置在镜面反射器402上。反射式液晶显示器40及40’中的结构差异在于对称扩散膜(SDF)407的位置。图14A中，对称扩散膜(SDF)407设置在上偏光板404的背面，同时夹置于上偏光板404及液晶层401之间。图14B中，对称扩散膜(SDF)407设置在上偏光板404上表面(前表面)。根据第二实施例，上偏光板404并不需要补偿膜，例如广视角膜，而镜面反射器402具有一平坦表面。

在第二实施例中，光自对称扩散膜407散射后其半高宽(HWHM)范围在5度到20度之间。请参照第一实施例内容中对称扩散膜(SDF)407的结构、组成，以及材料等性质。类似于第一实施例，在第二实施例中利用不含补偿膜的对称扩散膜(SDF)及偏光板，可具有减低制造成本、增进影像品质例如增进对比率、减小广视角时色彩偏移的优点。

此外，第二实施例中的反射式液晶显示器也可以选择性的包括其他结构。本发明对此并不多做限制。

图15中显示第二实施例中反射式液晶显示器里其中一种应用。如图15所示，反射式液晶显示器50包括一第一玻璃基板501a、一第二玻璃基板501b、一多晶硅层502形成在第一玻璃基板501a上、一金属汇流排线503、一液晶层505位于一第一铟锡氧化物(ITO)506a及一第二铟锡氧化物(ITO)506b之间、一彩色滤光层507位于第二玻璃基板501b及第二铟锡氧化物(ITO)506b之间、一镜面反射层508形成于第一铟锡氧化物(ITO)506a上用来反射环境光来照明显示器、一上偏光板514位在第二玻璃基板501b上，和一对称扩散膜517位于上偏光板514及液晶层505之间(例如:设置在上偏光板514的背面)。寄生电容504发生在第一铟锡氧化物(ITO)506a和金属汇流排线503之间。

传统反射式液晶显示器中，一铟锡氧化物和设置在铟锡氧化物上方的反射层(如图15中第一铟锡氧化物(ITO)506a和镜面反射层508的位置)，会形成高低不平的凸块状表面，因而产生不稳定的寄生电容。对反射式液晶显示器而言，特别是具有像素记忆功能(MIP)的液晶显示器，不稳定的寄生电容效应会对显示器运作的稳定性产生很大影响。同时，储存电容设计必须因应凸块状表面(bumpy surface design)而改变，生产成本也会因为制造凸块状表面而增加(例如光罩及制程)。第二实施例中，由于镜面反射层508具有一平坦表面而不需制作凸块状表面；如此设计可在液晶显示器中产生均匀一致的寄生电容，可解决传统液晶显示器中寄生电容不稳定的问题。图16显示反射式液晶显示器在有无不平表面反射层结构的情况下，取样多次所量测的像素电压的参考电压容限(Vref margin)和像素电压的差值；其中方形符号□代表无不平表面反射层器的反射式液晶显示器中，取样多次所量测的参考电压容限和样本像素电压的差值的曲线；圆形符号●代表具有不平表面反射层的反射式液晶显示器中，取样多次所量测的参考电压容限的曲线。图16清楚显示没有不平反射器的反射式液晶显示器具有较稳定的量测参考电压差值。

此外，白偏光板可应用在第二实施例中反射式液晶显示器中的上偏光板404/514上，用来增进影像品质，例如解决反射式液晶显示器中影像泛黄的问题。

第三实施例-半穿透半反射式的液晶显示器

半穿透半反射式的液晶显示器反射式液晶显示器和穿透式液晶显示器的结合。背光被用来当做穿透功能，同时反射镜也被用来反射周围光。半穿透半反射式液晶显示器合并应用在所有光照条件下的背光。当周围有足够光照，或是有剩余电力时，背光可以暂时关闭。在黑暗环境中，背光被开启提供照明。实施例中的结构可以同时和半穿透半反射式液晶显示器结合，减低制造成本，并且增进液晶显示器的功能。图17A和图17B简示两种第三实施例中半穿透半反射式液晶显示器。

如图17A及图17B所示，半穿透半反射式液晶显示器60或60’至少包括一液晶面板，含有包括部分平坦反射器的液晶层601，下偏光板603，上偏光板604，一对称扩散膜(SDF)607设置在上偏光板604上，和一背光系统609设置在液晶面板下，用以提供准直光给液晶面板；半穿透半反射式液晶显示器60及60’的差别在于对称扩散膜(SDF)607的位置。图17A中，对称扩散膜(SDF)607设置在上偏光板604的背面，同时被上偏光板604及液晶层601夹在其中。图17B中，对称扩散膜(SDF)607设置在上偏光板604之上(例如上表面)。第三实施例中，上偏光板604及下偏光板603皆不具有例如是广视角膜的补偿膜。

图18显示第三实施例中半穿透半反射式液晶显示器里其中一种应用。如图18所示，半穿透半反射式液晶显示器70包括第一玻璃基板701a及第二玻璃基板701b，一多晶硅层702在第一玻璃基板701a上，一金属汇流排线703，一液晶层705位在第一铟锡氧化物(ITO)706a及第二铟锡氧化物(ITO)706b之间；一彩色滤光层707位在第二玻璃基板701b及第二铟-锡-氧化物(ITO)706b之间；一镜面反射器708部分形成于第一铟锡氧化物(ITO)706a用以反射周围光照明显示器(功能等同反射型液晶显示器)；一背光系统709设置在液晶面板下，用以提供一准直光供给液晶面板(功能等同反射式液晶显示器)；一上偏光板714位于第二玻璃基板701b上；一对称扩散膜(SDF)717位于上偏光板714和液晶层705之间(例如设置在上偏光板714背面)；寄生电容704产生于第一铟锡氧化物(ITO)706a及金属汇流排线703之间。

第三实施例中，背光系统709提供一准直光给予液晶面板，及半高宽范围大约在5度到15度的准直光。第三实施例中，对称扩散膜607/717散射出散一射角范围在5度到20度的半高宽的光。请参照第一实施例中关于对称扩散膜(SDF)607/717结构、组成，及成分的细节。

类似于第一及第二实施例，第三实施例中半穿透半反射式液晶显示器，利用对称扩散膜(SDF)及不含补偿膜的偏光板，可同时具有反射型及穿透式液晶显示器的优点，例如低制造成本及高品质影像，例如改善对比率，减小广视角的色差。同时，第三实施例中具有一平坦表面(例如不需不平表面)的镜面反射器708部分形成于第一铟锡氧化物(ITO)706a上，如此设计在显示器中产生一均匀寄生电容，在反射式显示器的运作中提供更稳定参考电压差值。另外，一白偏光板可选择性应用在第三实施例中半穿透半反射式液晶显示器中上偏光板604/614上，用来增进影像品质，例如解决反射式液晶显示器中影像泛黄的问题

综上所述，虽然已结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，本发明所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (20)

1.一种对称扩散膜，应用在一平面显示器，至少由两种不同物质组成，包括具有一第一折射率的第一物质和具有一第二折射率的第二物质，且该第一折射率不等于该第二折射率。

2.如权利要求1所述的对称扩散膜，其中该第一折射率和该第二折射率的差值大于0且不大于0.1。

3.如权利要求1所述的对称扩散膜，其中该第二物质由尺寸在0.1μm到10μm的多个粒子组成，且该第二物质散布在该第一物质中。

4.如权利要求1所述的对称扩散膜，其中该第一物质为一有机材料，而该第二物质为一无机材料，或是一透明导电材料。

5.如权利要求1所述的对称扩散膜，其中该第一物质为一粘着剂或是一树脂。

6.如权利要求1所述的对称扩散膜，其具有一介于20μm到200μm的厚度。

7.一种平面显示器，至少包括

液晶面板，具有液晶层；

上偏光板，不包括一补偿膜，设置在该液晶面板上；以及

对称扩散膜，设置在该上偏光板的一侧，该对称扩散膜至少包括两种不同物质，包括混合的具有一第一折射率的第一物质和具有一第二折射率的第二物质，其且该第一折射率与该第二折射率不相等；

其中，一准直光通过该液晶面板。

8.如权利要求7所述的平面显示器，还包括背光系统，设置在该液晶面板下方，用以提供该准直光射向该液晶面板，其中该准直光的一半高宽值介于5度到15度的范围。

9.如权利要求7所述的平面显示器，其中被该对称扩散膜散射的该准直光的一半高宽值介于5度到20度的范围。

10.如权利要求7所述的平面显示器，还包括一下偏光板，该液晶面板设置于该下偏光板及该上偏光板之间，其中该上偏光板及该下偏光板皆无补偿膜。

11.如权利要求7所述的平面显示器，还包括一反射层，该反射层设置于该液晶层下方。

12.如权利要求11所述的平面显示器，其中该反射层为具有一平面的镜面反射器。

13.如权利要求11所述的平面显示器，其中该上偏光板为一白偏光板。

14.如权利要求7所述的平面显示器，其中该对称扩散膜设置于该上偏光板的上方。

15.如权利要求7所述的平面显示器，其中该对称扩散膜设置于该上偏光板及该液晶面板之间。

16.如权利要求7所述的平面显示器，其中该第一折射率和该第二折射率的差值大于0而不大于于0.1。

17.如权利要求7所述的平面显示器，其中该第二物质由尺寸在0.1μm到10μm的多个粒子组成，且该第二物质散布在该第一物质中。

18.如权利要求7所述的平面显示器，其中该第一物质为一有机材料，而该第二物质为一无机材料或是一透明导电材料。

19.如权利要求7所述的平面显示器，其中该第一物质是一粘着剂或是一树脂。

20.如权利要求7所述的平面显示器，其中该对称扩散膜具有一介于20μm到200μm的厚度。

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