TW200809329A - Light guide and display including a light guide - Google Patents
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Description
200809329 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 具體實施例一般係關於顯示視訊之方法及裝置。 【先前技術】 典型的液晶顯示器(LCD)藉由變化通過液晶面板之液晶 單元之光量來顯示影像。圖1係說明一傳統LCD 100之一圖 式。LCD 100包含一液晶層1〇2,其為LCD中的,,主動層’’。 液晶層102藉由旋轉通過該層之光之偏光來決定通過之光 量。液晶層102藉由施加一局部電壓至液晶層1 〇2中的不同 單元來旋轉輸入光之偏光。 液晶層102係置放於兩個偏光濾光器1 〇4與1 〇6之間,該 等偏光濾光器之偏光軸具有一 90度旋轉。當置放於偏光濾 光菇104與106之間’液晶層1〇2藉由旋轉光之偏光以對齊 或偏離濾光器106之偏光軸,來決定通過之光量。由於液 晶層102之各單元可個別加以控制,液晶層1 〇2之各單元表 現為一電壓控制值’其依據施加於此單元之電壓來使更多 或更少的輸入光穿過。液晶層1 〇2由玻璃層112加以支援。 LCD100藉由使用一單色光背光1〇8及濾色器n〇來產生 不同的色彩。為了獲得不同的色彩,各LCD像素包含覆蓋 液晶層102之三個相鄰單元(各單元個別加以控制)的三個濾 色器11〇。在此方案♦,濾色器110吸收穿過液晶層1〇2之 二分之一的光。藍色濾光器完全吸收入射的綠光及紅光成 分,綠色濾光器則吸收所有的藍光及紅光,而紅色濾光器 吸收所有的綠光及藍光。因此,為了在一適當亮度產生視 121142.doc 200809329 訊,背光108必須具有高強度之功率。 【發明内容】 本發明之一具體實施例係關於一顯示器。該顯示器包含 一背光’其包含不同的有色光源;一透射式顯示面板,其 定位於該背光之鄰近位置處;以及一光導,其定位於該背 光與該透射式顯示H之間。該光導將來自不时色光源的 光引導至該透射式顯示面板上,以產生一交替色彩陣列。 本發明之另一具體實施例係關於定位於透射式顯示器與 月光之間的光導。該光導包含以交替次序定位以引導來 自不同有色光源之光的光學薄片,其中該等光學薄片以交 替次序定位以將一交替色彩陣列引導至該透射式顯示器 上。 •本發明之另一具體實施例係關於一顯示器。該顯示器包 3用於產生不同有色光之構件,用於透射選擇性之不同有 色光量以產生視訊之構件,以及將不同有色光引導至透射 構件以產生一交替色彩陣列之構件。 額外具體實施例之部分將表述於以下說明内容中,而部 分將從該說明内容中顯現,或可以藉由實作本發明來認 識。藉由隨附申請專㈣圍内特別才曰m件與組合將實 現並獲得該等具體實施例。 應瞭解’前述-般說明與下列詳細說明皆僅係範例性及 說明性,而並非與申請專利範圍一樣限制本發明。 併入及構成此說明書之-部分的附圖說明數個㈣實施 例,並與本說明一起說明本發明之原理。 121142.doc 200809329 【實施方式】 一功率有效方法將依據各子像素或LC單元在其陣列中 的位置’使用咼效率紅光、綠光或藍光光源對其單獨加以 照明。但是,將一分離的色彩光源置放於各子像素後面是 不實際的。月光將必須包含針對各子像素的分離的光源。 依據本發明之具體實施例,藉由將由個別有色光源產生 的光導引至眾多子像素,來獲得顯示面板之照明。在背光 ,與顯示面板之間置放一光導,將來自該背光的光導引至該 顯示面板。該光導引導來自個別有色光源的光,並將該光 引導至顯示面板上不同的子像素。 藉由導引來自個別有色光源的光,可減少光源之數量。 因此,亦可減少顯示器所消耗之功率。 依據具體實施例,光導包含堆疊的光學薄片。光導之交 替光學薄片藉由不同的有色光源進行照明。該等光學薄片 將光引導至顯示面板之不同部》,以產生一交替色彩陣 ,歹丨卜配置該光導,使得該交替色彩陣列之各行與顯示面板 之子像素對齊。因此,各子像素由一不同色彩加以照明。 三個連續的行形成一完整的RGB像素行。 依據具體實施例,顯示面板亦可形成於光導之一表面 上如=,則無需一厚玻璃來支援該顯示面板之透射層。 另!'…藉由移除厚玻璃,由使用厚玻璃薄片將色彩背光與 LC單το隔開所產生的視差問題也得以移除。 依據具體實施例,可於光導與背光之間置放感測器。光 源之輸出在時間上有所變化,從而會在全部像素之輸出中 121142.doc 200809329 產生色移。測量個別光源之輪出實現為各光源設定適當的 ”增益”,以阻止此色移之發展。 依據具體實施例,可在-顯示器中使用多個光導。可配 置該等多個光導,以在顯示面板上產生一交替色彩陣列。 . 現在將詳細參考本發明之具體實施例,在附圖中說明其 • 範例。凡可行之處,所有圖式中將使用相同參考數字來指 示相同或類似零件。 圖2説明依據具體實施例之包含一光導202之一顯示器 2〇〇。熟悉此項技術人士應很容易明白,圖2中說明之顯示 器200代表一概要示意說明,且可添加其他組件,或將現 存組件移除或修改。 顯示器200包含定位於背光2〇4與透射式顯示面板2〇6之 間的光導202。光導202將來自背光2〇4中不同有色光源的 光引導至顯示面板206上。光導202引導該光,使得將一交 替色彩陣列引導至顯示面板206上。光導2〇2包含多個用以 _ 引導來自背光204之光的光學元件。如此,背光204需較少 之光源。 光導可係用於將來自背光2〇4的光引導至顯示面板206上 " 的任何類型的光學材料或光學材料之組合。配置光導之光 • 學材料,使得將來自不同有色光源的光引導至顯示面板 206上之特定區域中。光導將光引導至顯示面板2〇6上,使 得顯示面板206之不同單元使用不同的色彩加以照明。此 允許顯示面板206產生一較廣範圍的像素色彩。 例如,光導202引導光,以將一交替有色光陣列引導至 121142.doc 200809329 顯示面板206上。然後,配置顯示面板2〇6,使得顯示面板 206之各單元與交替有色光陣列之一部分對齊。 背光204可係可產生多個有色光源的任何類型的光源。 顯示面板206可係可針對顯示面板2〇6之不同單元以各種亮 度透射光之任何類型的透射式顯示面板。 圖3係說明包含一光導3〇2之顯示器2〇〇之一範例之一圖 式。热悉此項技術人士應很容易明白,圖3中說明之顯示 器200代表一概要示意說明,且可添加其他組件,或將現 存組件移除或修改。顯示器2〇〇包含一背光以及一透射 式顯示面板306。光導302係定位於背光304與透射式顯示 面板3 0 6之間。 如圖3所示,背光304可係一 LED背光。背光3〇4包含三 個光源308、3 10及312。例如,光源308、3 10及3 12可係發 光二極體(LED)。各光源308、3 10及3 12可係不同色彩之光 源例如’光源3 0 8可發射紅光。光源3 1 〇可發射綠光。光 源3 12可發射藍光。熟悉此項技術人士應了解,背光3〇4中 光源之類型、色彩及數量皆係範例性。光源308、3 10及 3 12 了包含用以產生不同色彩的任何類型的光源。此外, 月光304可包含額外的光源。此外,背光3 〇4之光源可以任 何組態加以配置。 如圖3中說明,顯示面板3〇6可包含一液晶面板。顯示面 板306可包含一液晶(LC)層314。LC層314可係夾於一前面 板316與一後面板318之間。前面板316或後面板318可由任 何類型的透明或半透明材料(例如玻璃)建構。此外,前面 121142.doc 200809329 板316或後面板318可包含一偏光器及電路圖案,例如氧化 銦錫(1丁0)圖案。乙€層314將包含[(:單元。例如,顯示器 200之一像素由顯示面板306中三個相鄰LC單元組成,各單 元代表一色彩。熟悉此項技術人士將瞭解,顯示面板3〇6 係範例性,且此顯示面板可為可針對顯示面板3〇6之不同 子區域以各種亮度透射光的任何類型的透射式顯示面板。 光導302包含重疊光學薄片320。光學薄片320在三個非 重疊方向逐漸變細。光學薄片320之錐形端係定位於背光 2 04旁邊。交替光學薄片320在錐端捆紮成三束322、3 24及 3 2 6。各束使用一分離的彩色光源3 〇 8、3 1 〇或3 12進行照 明。 特定言之,光源308照明束322。光源310照明束324。光 源3 12照明束326。由於各束使用一彩色光源進行照明,各 束中的光學薄片320僅透射由光源308、31〇及312發射之此 色彩。由於父替光學薄片320使用不同色彩進行照明,因 此在光學薄片320之輸出邊緣328上產生了 一交替色彩陣 列。特定5之’該陣列包含交替紅光、綠光及藍光行。 光學薄片320之輸出邊緣328與顯示面板3〇6之[〇單元對 齊。如此’子像素之各行由-共同色光進行照明。三個連 續的行形成完整的RGB像素行。 光導302可從顯示器200分離。如此,可移除光導或向顯 示器200添加光導。另外,光導3〇2可係顯示器之一整 合部分。 為了獲得背光304與光導302之間一良好輕合,可使用饰 121142.doc -10- 200809329 置於光導302與背光304之間的一光學材料332(例如高折射 率之光學凝膠)將光導302耦合至背光304。熟悉此項技術 人士將瞭解,使用光學凝膠係範例性。可在光導302與背 光3 04之間使用任何材料來改良耦合及改良光傳輸。 圖4係說明光導302之光學薄片320之輸出邊緣328與顯示 面板3 0 6之配置的一圖式。如圖4所說明,先學薄片3 2 0之 輸出邊緣328與顯示面板306之LC單元對齊。如此,子像素 之各行由一共同色光進行照明,並且三個連續行形成一完 整的RGB像素行。例如,交替光學薄片之輸出邊緣328與 LC單元402、404及406進行配置。由於交替光學薄片320透 射不同的有色光,LC單元402、404及406分別使用不同的 色彩(紅、綠及藍)進行照明。LC單元402、404及406形成 一完整的RGB像素。因為該等光學薄片覆蓋多個LC單元, 所以形成一完整的RGB像素陣列。 如圖3中說明,顯示器200可由一單一背光304及光導302 組成。或者,顯示器200可由包含背光304及光導302的多 個模組組成。圖5說明包含多個背光304及光導302的一顯 示器200。如圖5中說明,各模組包含具有1^0308、310及 312的一背光。各模組亦包含一光導302。各模組可如圖3 中說明加以配置。如圖5中說明,各模組可以行與列加以 配置,以產生交替的紅光、綠光及藍光行。 如圖3中說明,光學薄片320在一維上逐漸縮小,以允許 光學薄片320可成束並藉由一光源進行照明。光學薄片320 亦可於其他維上逐漸縮小。例如,光學薄片320可對於輸 121142.doc -11 - 200809329 出邊緣328增加厚度(π向外擴展的(flared)”)。 光學薄片320亦包含位於光學薄片320之壁之側面上的一 反射材料330。反射材料330對於光學薄片320之輸出邊緣 反射來自光源308、3 10及3 12的光。反射材料330可係完全 或部分反射任何色彩之光的任何類型的材料。 光學薄片320之輸出邊緣328可係完全透射型。另外,輸 出邊緣328可部分分散由光學薄片320引導的光。例如,輸 出邊緣328可部分反射由光學薄片320引導的光,使其遠離 顯示面板306。 輸出邊緣328可由一材料形成,該材料部分分散由光學 薄片320引導的光,或者可將一分散材料附於輸出邊緣 328。例如,輸出邊緣328可由一材料形成,該材料部分反 射由光學薄片320引導的光,或者可將一反射材料附於輸 出邊緣328。 輸出邊緣328可係在其特定局部區域中部分分散。另 外,輸出邊緣328可係橫跨其整個區域全部分散。局部反 射及分散允許由光學薄片320引導的光沿輸出邊緣328更加 均勻地分佈。熟悉此項技術人士將瞭解,輸出邊緣328之 以上組態係範例性,並該輸出邊緣328可具有任何透 或分散性組態。 光學薄片之輸出邊緣328亦可係"透鏡的"或"粗化的",以 増強-更加均勻之輸出光分佈。圖从請係說明依據具 體A知例之輸出邊緣328之數個範例性組態的—輸 似之侧視圖。如圖从至仍所示,輸出邊緣似可以更加 121142.doc -12- 200809329 均勻地分佈來自光學薄片320之光的各種組態形成。熟悉 此項技術人士將瞭解,圖6A至6D係輸出邊緣328之範例性 組態,而該輸出邊緣328可以用來分佈光學薄片320所透射 之光的任何組態形成。 圖6A係說明一範例性組態之一側視圖,其中光學薄片 320之輸出邊緣328形成一不規則或”鋸齒狀的”圖案。當由 光學薄片320引導的光穿透該鋸齒狀圖案,並從輸出邊緣 328輸出時,光可係更加均勻的分佈。當形成光學薄片32〇 時’輸出邊緣328可以圖6A中說明之組態加以形成。同樣 地’輸出邊緣328在藉由化學或機制方法形成後可係均勻 的及粗化的形成。 圖6B係說明一範例性組態之一側視圖,其中光學薄片 320之輸出邊緣328形成一不規則或,,波浪形的,,圖案。當由 光學薄片320引導的光穿透該不規則圖案,並從輸出邊緣 328輸出時,光可係更加均勻地分佈。當形成光學薄片32〇 時’輸出邊緣328可以圖6B中說明之組態加以形成。同樣 地’輸出邊緣328在藉由化學或機制方法形成後可係均句 的及粗化的形成。 圖6C係說明一範例性組態之一側視圖,其中光學薄片 320之輸出邊緣328以一凸透鏡組態形成。當由光學薄片 320引導的光穿透凸形圖案,並從輸出邊緣328輸出時,光 可係更加均勻地分佈。當形成光學薄片32〇時,輸出逢緣 328可以圖6C中說明之組態加以形成。同樣地,輸出邊緣 328在藉由化學或機制方法形成後可係均勻的及成形的形 121142.doc -13- 200809329 成。 圖6D係說明一範例性組態之一侧·視圖,其中光學薄片 320之輸出邊緣328以一凹透鏡組態形成。當由光學薄片 320引導的光穿透凹形圖案,並從輸出邊緣328輸出時,光 • 可係更加均勻地分佈。當形成光學薄片320時,輸出邊緣 • 328可以圖6D中說明之組態加以形成。同樣地,輸出邊緣 328在藉由化學或機制方法形成後可係均勻的及成形的。 光學薄片320之輸出邊緣328可係由一固體材料形成。當 該輸出邊緣係由一固體材料形成時,光學薄片32〇之輸出 邊緣328可熔合在一起,以形成一固體表面。當輸出邊緣 328係熔合時,顯示面板3〇6可形成於輸出邊緣328上。此 方法減少了用於支援LC層之厚玻璃之需要。在此一組態 中,顯不器306可包含一薄的玻璃薄片316。例如,玻璃薄 片316可形成為〇.1111111之一厚度。玻璃薄片316可包含1丁〇 圖案。玻璃薄片316可包含用於TFT(薄膜電晶體)電路之一 • 基板,使得可使用指向背光304的主動電路翻轉IX層。熟 悉此項技術人士將瞭解,玻璃薄片316係範例性,而該玻 璃薄片316可由任何適當的材料形成以及以任何適當的厚 度形成。 ’ 亦可在光導302與背光304之間包含感測器334。感測器 334可測篁光源308、31〇及312中之變化,其會在全部像素 之輸出中產生色移。感測器334亦可測量諸如色彩及強度 之其他光參數。感測器334可發送光源3〇8、31〇及312中之 艾化作為回應,背光304可為各光源設定適當的"增益”, 121142.doc -14- 200809329 以此來防止色移。熟悉此項技術人士將瞭解,感測器334 可係用以測量由光源308、3 10及3 12所發射光之任何類型 的感測器。 光導302亦可包含額外的中性光學薄片。可定位此等中 性光學薄片,使得該等中性光學薄片不透射來自背光3〇4 之光源的光。該等中性光學薄片可置放於光學薄片320之 間。例如,該中性光學薄片可定位於紅光、藍光及綠光透 射光學薄片320之每個之間。另外,該等中性光學薄片可 定位於紅光、綠光及藍光光學薄片32〇之鄰近群組之間。 考量本說明書及本文所揭示之本發明之實作,熟習此項 技術人士將明白其他具體實施例。期望將本說明書及範例 視為僅係範例性,而隨附申請專利範圍指示本發明之一真 實範疇及精神。 【圖式簡單說明】 圖1係說明一傳統顯示器之一圖式。 圖2係說明依據本發明之具體實施例之一顯示器之一圖 式。 圖3係說明依據本發明之具體實施例之一顯示器之一側 視圖之一圖示。 圖4係說明依據本發明之具體實施例之一顯示器之一正 面圖之一圖示。 圖5係說明依據本發明之具體實施例之一顯示器之另一 正面圖之一圖示。 圖6 A至6 D係說明一光導之邊緣之側視圖之'一圖示。 121142.doc -15- 200809329 【主要元件符號說明】 100 102 104 106 108 110 112 114 200 202 204 206 302 3 04 306 308 310 312 314 316 318 320 328
傳統LCD 液晶層 偏光濾、光器 偏光濾光器 單色光背光 濾色器 玻璃層 文中未說明 顯示器 光導 背光 透射式顯示面板/顯示器 光導 背光 透射式顯示面板 光源 光源 光源 液晶(LC)層 前面板 後面板 光學薄片 輸出邊緣 121142.doc 16- 200809329 330 反射材料 332 光學材料 334 感測器 402 LC單元 404 LC單元 406 LC單元 I21142.doc -17-
Claims (1)
- 200809329 十、申請專利範圍: 1 · 一種顯示器,其包含·· 一背光(304),其包含不同有色光源; 一透射式(306)顯示面板,其定位於該背光(3〇4)之鄰 近位置處;以及 一光導(302),其定位於該背光及該透射式顯示面板之 間, 其中該光導(302)將來自該等不同有色光源的光引導至 δ亥透射式顯示器(3〇6)上,以產生一交替色彩陣列。 2·如請求項1之顯示器,其中該光導(3〇2)包含: 光學薄片(320),其以交替次序定位以引導來自該等不 同有色光源的光,其中該等光學薄片以一交替次序定位 以將一交替色彩陣列引導至該透射式顯示器(3〇6)上。 3·如請求項1之顯示器,其中定位於該透射式顯示器(3〇6) 相鄰處的該光導(3〇2)之一表面係經組態用以沿著該光導 (3 02)之該表面平均分佈來自該等光源之光。 4·如請求項1之顯示器,其中該光導(3〇2)之一表面部分分 散且部分反射來自該等光源的光。 5·如請求項1之顯示器,其中該透射式顯示面板(3〇6)係形 成於該光導(302)之一表面上。 6· —種光導(302),其定位於一透射式顯示器(3〇6)與一背 光(304)之間,其包含: 光學薄片(320),其以一交替次序定位以引導來自該等 不同有色光源的光,其中該等光學薄片(32〇)以一交替次 121142.doc 200809329 序定位以將一夺接& — 上。 曰色彩陣列引導至該透射式顯示器(306) 7_如:求項6之光導,其進一步包含: ^邊緣(328) ’其定位於該透射式顯示器(306)鄰近 • 位4處’其中該等第:邊緣(328)係經組態用以沿著該光 .•⑽)之該表面平均分佈來自該等光源的光。 8·如請求項6之顯示器,其進一步包含 _ 邊緣(3 28)’其定位於該透射式顯示器ο%)鄰近 位置處,其中該等第二邊緣(328)部分分散且部分反射來 自該等光源的光。 9·如请求項7之光導,其中該透射式顯示器(3〇6)係形成於 該光導(302)之該等第二邊緣(328)上。 10•—種顯示器,其包含: 產生構件’其係用於產生不同的有色光; 透射構件,其係用於透射選擇性的該等不同有色光量 φ 以產生視訊;以及 引導構件,其係用於將該等不同有色光引導至該透射 構件上以產生一交替色彩陣列。 121142.doc
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