TW200304024A - Display device comprising a light guide - Google Patents

Description

200304024 ⑴ 玖、發明說明 β (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） 技術領域 本發明係關於申請專利範圍第1項之先列特點部份所界 定之一種顯示裝置。 先前技術 在本文開始一段中提及之已知顯示裝置乃從公佈之國 際專利申請案WO 00/38 163號為眾人所悉。 此已知顯示裝置包含一光源，一光導，位於距第一平-板^ 若干距離處之一第二平板，及在兩平板之間成膜片形式之 一可移動元件。將電壓施加於第一及第二平板上之可定址 電極以及在該膜片上之一電極，該膜片能局部與第一平板 接觸或可中斷此項接觸。在操作時，該光源所產生之光係 由光耦合裝置耦合進入光導。在該膜片與第一平板接觸各 位置，光從第一平板解耦合。此能使一影像呈現，又該光-導上設有氧化錮（IT0)導體，用以控制該膜片。再者，該 光導上設有間隔物，用以防止該膜片在顯示裝置之黑色狀 態或不受控制之狀態中與該光導接觸。該兩結構上均設有 絕緣層，此種已知顯示裝置之缺點為各該結構引入該顯示 裝置所產生影像之減退對比。 發明内寮1 ' 本發明之目的在提供本文首段中提及之具有改良對_比 與均勻性之該型顯示裝置。 -- 為達此目的，根據本發明之顯示裝置係詳細說明於申請 專利範圍第1項中。 200304024 (2) 在此佈置中’該瞄準裝置之應用在減少 之反射數。接近光源之該顯示裝置之照明 足。當顯系裝置被驅動於白色狀態中時該 位長度在該光導外面搞合較少之光，導致 良均勻性。又該結構即ιτο導體及間隔物 單位之損失為之減少。光損失之減低導致 光通量。 顯示器之均句照明殊屬重要，特別是在 器或電視之大型顯示中。 本發明之更多有利實例係詳述於申請 請求中。 根據本發明之該顯示裝置之一特殊實 專利範園：第2項中。該楔形样將更多對举 導中。此意為光係在該光導之同平面方戌 反射在該光導中發生。 根據本發明之該裝置另一實例係詳述 第3項中，此一結構本身係從美國專利讀 獲悉。不過，此等平板係用以增加通常與 配泛之朗伯（Lambertian)式背面光之#上π 板係位於朝·向觀看者之LCD前面。在此_ 光&園外^合於LCD顯示器之總光量炎7 本發明之-示裝置中，出自該顯示装置之 在^光導之同平面方向對準更多之光而鴻 光子上透明板之表面可設以相同之；

該光導内表面上 將較少但仍係充 可移動元件按單 該顯示裝置之改 所列之之每長度 該光導中增加之 用於計算機監控_ 專利範圍之附屬 例係界定於申請 之光耦合於該光 丨進行，故較少之 於申請專利範圍 t 第 5,917,664 號中 液晶顯不器（L C D ) 5度，其中此等平 請案中，在背面 :增加，但在根據 總光通量乃由於 ί加。 漫鏡或成副之棱 (3) 200304024

中 ^^ JML ^ 贫鏡包含具有不同頂角之兩個稜鏡。 實施方式 圃丄間女顯击 τ〜顯示裝置1，該裝置包含一光導2，一可 移動元件3及〜紅 . 補助板4。在在此實例中，可移動元件包含 一膜片該膜片3介 ^ 1 可由具有至少為該顯示裝置工作溫度之玻

璃轉又/m度之〜透明聚合物製成，以期防止該膜片之非彈 今生變形。在眘A

@作中，該顯示裝置之工作溫度在約0與7(TC 間之範圍中。& 心 適用之透明聚合物為例如具有90°C之玻璃 轉變溫度之聚對笨二甲撐（parylene)。 一 電極系統5及6係分別配置於面向該膜片3之光導2表面 及面向汶膜片之辅助板4之表面上。較佳者，一共用電極 係配置在膜片3之表面上。該共用電極可用例如一層銦錫 氧化物(ITO)形成。在此實例中，光導係由一光導板2形 成。該光導可由玻璃製成。電極5及6形成在較佳為9〇。& 一角處互相交又之兩組電極。藉局部產生電極5,6與該膜 片3間之電位差及在操作時施加電壓於膜片3上之電極7及 各電極，，力量即局部加於該膜片上，將膜片3拉抵光導2 或靠近輔助板4 ^ 該顯示装置1另包含一光源9及一反射器1〇。光導2具有 光輸入丨1;务中光源9所產生之光被耦合進入光導2，該光 源可發射白色光或任何色彩之光，視該裝置而定，亦屬可 能者有二侗以上之光源存在，例如在該裝置之兩侧或每一 側邊上有一光源，亦可能連續使用不同彩色之光源以形成 一白色光顯示器。 200304024

(4) 膜片3係用各組間隔器1 3位於光導2及輔助板4之間，較 佳者，電極系統5，6用由各自之絕緣層1 2及1 4予以覆蓋-， 以期阻止膜片3與各電極間之直接電接觸。施加電壓於電 極5，6，7，產生一電力F，此電力將膜片3拉靠於光導2 上之電極5。電極5係透明。膜片3與光導2間之接觸使光離 開光導2而進入在該接觸位置之膜片3 ^該膜片將光分散， 一部份之光經由透明電極5及光導2離開顯示裝置1以及一 部份光通過輔助板4離開。亦可能使用一組透明電極，另 一組為反射者，以增加在，方向中之光輸出。共用電極7 包含一導電層。此導電層7為一半透明之金屬者，例如半 透明之銘層，一層透明之導電塗層例如錮錫氧化物（IT 〇) 或係金屬軌之網路。 搡作時·:，光在該光導内進行，由於内部之反射，而不能 逸出，除#如圖2中之情沉發生，圖2顯示抵靠於光導2乏 膜片3，在此狀態中，光有一部份進入膜片3。膜片3使光 散’故光離開顯示裝置1 ’光可在其兩侧或一侧退出。 圖2中’此係用箭頭表示之。在各實例中，該顯示裝置 A秦色決定元件2 0。此種元件可為例如滤色元素，允許 特定彩色（紅，綠藍等）通過。該濾色元件具有對進入光 之所要彩頻譜寬為至少2〇%之透明度，及對進入光之其 心色為0與2%間範圍中之透明度。較佳者，此等遽色元 件係位於今向光導2之輔助板4之表面。 - 圖3顯示該顯示裝置i之定址設計之一實例。 可應用一種所謂多線路定址技術，該定址技術之詳細說 200304024

(5) 明可在國際專利申請案WO 00/38163中找到，該案乃為本案 同一申請人名稱之早期專利申請案。此種定址方法非常有 趣，因為該方法許可各膜片以加於結構上之單一力量作啟 閉之轉換。圖3顯示三種定址狀態 - 第一定址狀態π接通” 80， - 第二定址狀態”由於雙穩態而無動作” - 第三定址狀態”關閉” 82。 第一圖30表示在行電極5上之電壓，第二圖31表示在列― 電極6上之電壓，及第三圖32表示在共用電極7上之電壓。 可見在轉接期間僅有單一之力量施用於膜片3上，第四圖 33表示相當之顯示器元件之啟/閉狀態。 圖4顯示一已知顯示裝置之細節，其中使光導2及膜片3 中之光損失顯露。可能之光損失為 r __ 41:在電擠13上之吸收與分散， 42 :在光導2處所設IT0層5中之吸收， 4 3 :因絕緣層1 2之粗糙，在光導外面之耦合’ 44 :在膜片3中之分散。 圖5顯示模擬具有餘弦或朗伯之光分配以將光耦合入光 導之一已知顯示裝置所計算亮度之第一圖。已對一 10公分 寬被驅動於-完全白色狀態之顯示器作上述之計算。此項分 配顯示在該顯示裝置邊界處之較高亮度及在該顯示裝置 中心處之够低亮度。為減少該顯示裝置之可能光損失及增--進其亮度之均句性起見，在該光導之進入面設有一瞒準 儀。 200304024

⑻ 在第一實例中，該瞄準儀包含一模形桿，圖6顯示具有 在光源9與光導2間之一瞄準儀6 0之顯示裝置之細節。該楔 形桿60係設有朝向光源9之第一表面61及在光學上與光導 21耦合及與該第一表面平行之第二表面62，第一表面61 之面積係小於第二表面62之面積。一瞄準儀之應用可減少 在光導2邊界處之光反射數。又在光源附近之該顯示器之 亮度減低，但並不使該亮度變得不足之低例如低於1〇〇 Cd/m2。如若具有此種瞄準儀之顯示裝置被驅動至白色狀— 態，該膜片將較少之光在該光導外耦合，此可增進該顯示 裝置之均勻性。又該光導中之通量為之增加，因為由於 ITO，絕緣體及橋接點之故，每單位長度之損失被減少之 故。 圖7顯示一模擬之顯示裝置之經計算亮度之第二圖，該 顯示裝置乃具有光耦合進入該光導之餘弦（2α)光分配i 一瞄準化。經已對一 1 0公分寬驅動於完全白色狀態之顯示 器完成計算。在圖50，70之計算中，全部光通量在兩例中 保持相等，當第二圖70與圖4中已知顯示裝置之第一圖50 予以比較時，與該光導配合之瞄準儀提供在該顯示器中心 區域中之較高亮度及改善之均句性。 在該顯示！置之第二實例中，瞄準儀包含一光學上透明 之板，該板之表面設有一微光學表面。此種光學上透明板 增強軸上彥度，即在與該板平面垂直之方向中亮度，此種 光學上透明板之實例為亮度增強箔。 圖8顯示包含位於光源9與光導3間之一亮度增強箔82之 -10· 200304024

⑺ 顯示裝置之一部分。該亮度增強箔82之結構表面84面向光 · 源9。 — 圖9顯示一光學上透明板82之第一實例細節，該板之一 表面係設以具有相等稜鏡角89之多個相同棱鏡87。 圖10顯示一光學上透明板82之第二實例之細節，該板之 表面乃設以配置成對之多個線性稜鏡92，94，96，每一對 具有第一及第二棱鏡及每一稜鏡具有一棱鏡角98，100， 102及一棱鏡凹部104，106，其中棱鏡角98，100或稜鏡凹- φ 部之角係相等但並非兩者之角為相等。 顯然可能有許多變易乃在本發明之範圍内而不背離所 附專利申請範圍之範圍。 圖式簡單說明 在附圖中： : — 圖1是一:種具有一可移動元件之顯示裝置之截面圖， 圖2顯示圖1中之顯示裝置之細節，

圖3顯示圖1中所示顯示裝置之定址設計， I 圖4顯示在該顯示裝置中之可能光損失， 圖5顯示具有一可移動元件之已知顯示裝置亮度之曲線 圖。 圖6顯示具有在光源與光導間一瞄準儀之顯示裝置之第 一實例。 圖7顯示具有在光源與光導間一瞄準儀之顯示裝置之亮 度曲線圖。 圖8顯示與具有在光源與光導間一瞄準儀之顯示裝置之 -11 - 200304024

(8) 第二實例。 - 圖9顯示用以增強軸上亮度之一光學上透明板之第一實 例細節，及 圖10顯示用以增強軸上亮度之一光學上透明板之第二 實施例細節。 各附圖均係略圖而不以比例尺繪製，以及一般而言，相 同之參考編號係指同樣之元件。 圖式符號代表說明 1 顯示裝置 2，21 光導 3 一可移動元件 4 輔助板 5，6 電極系統 7 共用電極 9 光源 10 反射器 11 光輸入 12，14 絕緣層 13 間隔物 17 . 裝置 20 彩色決定元件 60 瞄準儀 6 1 第一表面 62 第二表面 -12- 200304024

(9) 82 亮度增強箔 87 稜鏡 89，98，100，102 棱鏡角 92，94，96 線性棱鏡 104，106 棱鏡凹部

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Claims (1)

1. 200304024 拾、申請專利範圍 T 1. 一種顯示裝置，包含用以產生光之一光源， 一光導，用以傳輸所產生之光， 一板，該板以與該光導成相互間隔關係平行伸展； 一可移動元件，在該光導與該板之間； 選擇裝置，用以使該可移動元件局部地與該光導接 觸以使光在該光導外面耦合； 其特徵為該顯示裝置包含瞄準裝置，用以對準在—該_ 光源與該光導間所產生之光。 2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其特徵為該瞄準裝 置包含一楔形桿，該桿設有指向該光源之第一表面及 在光學上與該光導耦合以及與該第一表面並行之第二 表面，：該第一表面之面積係小於第二表面之面積。— 3. 如申請、利範圍第1項所述之裝置，其特徵為該瞄準裝· 置包含一光學透明之板，其中該光學透明板之一表面 乃設有一增強轴上亮度之結構。 4. 如申請專利範圍第3項所述之裝置，其特徵為該表面乃 設有多個線性棱鏡。 5. 如申請專利範圍第4項所述之裝置，其特徵為各線性棱 鏡係互3目二完全相同。 6. 如申請專利範圍第4項所述之裝置，其特徵為各棱鏡乃 予以成— 對配置，每一對具有第一及第二棱鏡，及每一/ 棱鏡具有一棱鏡角及一棱鏡凹部，其中各棱鏡角或各 棱鏡凹部之角係相等，但非兩者之角皆相等。 200304024

   7. 如申請專利範圍第6項所述之裝置，其特徵為各棱鏡係 指向該波導。 — 8. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其特徵為該選擇裝 置包含各列及行電極。 9. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其特徵為該裝置包 含視先前施加於各列及行電極上之電壓而定，用以施 加電壓於各該列與行電極之裝置。