TW434447B - Front lighting device and reflection type liquid crystal display device equipped with the same - Google Patents
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Description
經漪部中央標準局負工消費合作社印來 卜 4 34 4 4 7 , _ A7 B7 五、發明説明(1 ) 發明所屬之領域 本發明係關於被配置、使用於被照明物與觀察者之間, 以對被照明物照射光的同時,觀察者可以視覺確認來自該 被照明物的反射光的方式使該反射光透過而構成的前方照 明裝置,及具備該前方照明裝置作爲輔助光源的反射型液 晶顯示裝置。 發明背景 液晶顯示裝置(LCD : Liquid Crystal Display),不同於陰 極射線管(CRT : Cathode Ray-Tube) '電漿顯示面板(PDP : Plasma Display Panel)或者電冷光(EL : Electro Luminescenece) 等其他種類的顯示器,液晶本身並不會發光,而是藉由調 節來自特定的光源的光的透光量來顯示文字或是影像的。 從前的液晶顯示裝置,可以大致區分爲透過型LCD與 反射型LCD 。透過型LCD在液晶隔室(cell)的背面配置有 蜜光燈管或是EL等面發光光源作爲光源(背光, backlight)。 另一方面,反射型LCD利用周圍的光線進行顯示,因 此不需要背光光源,具有耗電量較少的優點。進而,在例 如直射曰光可以照到的非常明亮的場所,發光型顯示器或 是透過型LCD的顯示令人幾乎完全看不見,但相對地反 射型LCD則更爲鮮明。因此射型LCD適用於最近數 年需求越來越高的攜帶型終端機或是移動型電腦。 但是,反射型LCD具有以下所述之問題點。總而言 之,因爲反射型LCD是利用周圍光線作爲光源,所以顯 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2【0 X297公釐) --------i---浪;------訂------\ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 34 4 4 7 經濟部中夬標準局負工消費合作.社印製 A7 _______B7 五、發明説明(2 ) 示亮度對於周圍環境的依存度非常高,特別是在夜間等昏 暗的場合,也有完全無法辨識顯示内容的情形。特別是, 供彩色化之使用彩色濾光器的反射型LCD ,或是使用偏 光板的反射型LCD ,上述的問題較爲嚴重’在無法得到 充分的周圍光線時必須要輔助照明。 但是’反射型LCD ’因爲在液晶隔室的背面設置反射 板的緣故,不能夠如透過型LCD那般使用背光光源。雖 然亦有提案使用半透過反射鏡作爲反射板之稱爲半透過型 LCD的裝置,但是其顯示特性不能説是透過型也不能說是 反射型而是特性居於其間但二者皆非的LCD ,被認爲有 實用化上的困難。 在此’作爲周圍昏暗的場合的反射型LCD之輔助照 明’而供配置在液晶隔室的前面的前方照明裝置,在從前 即已被提出。此前方照明裝置,一般而言,具備有導光 體’及被配置於導光體側面的光源。從導光體側面射入的 光源光線進行於導光體内部,以被製作於導光體表面的形 狀反射朝向液晶隔室側射出β射出的光,透過液晶隔室同 時應顯示資訊的不同而被調光,藉由以被配置於液晶隔室 的背面側的反射板反射’而再;欠透過導光體朝向觀察者侧 射出°藉此,觀察者即使在周圍光量並不充分時,也使得 顯示的辨識成爲可能。 ' 尚且’如此的前方光源揭示於例如日本專利特開平5_ 158034 號公報,以及 SID DIGEST Ρ. 375 (1995)等文獻。 此處’參照圖20簡單説明SID DIGEST P. 375 (1995)所揭 __ -5- 本紙 (CNS) ^規格。I0X297 公釐) — - (請先聞讀背面之注意ί項再填寫本頁) 裝 訂 i r 434447 ~ A7 -______ B7 五、發明说明(3 ) 示的前方光源系統的動作原理。於上述前光光源系統,係 將具有由平坦部l〇la及傾斜部101b所形成的界面ιοί的 導光體1〇4的一方侧面’作爲來自光源1〇6的光線射入的 射面105。也就是説,光源1〇6,被配置於方向相對於導 光體104的入射面105的位置。 » -i 衣 來自光源106通過入射面1〇5射入導光體1〇4的光線之 中,有些光線直進’有些光線射入導光體104與其周邊介 質的界面101 . 108 。此時,假設導光體1〇4的周邊介質 爲空氣,導光體1〇4的折射率爲1.5程度的話,由思奈爾 法則(式1 ),可知對於界面101.108之入射角約在41.8。以 上的光,會在界面101 . 108全反射。 訂 Π] · sin0i=n2 sin02 6c=arcsin(n2/ni)…(式 1 ) 此處係第1介質(此處爲導光體1 〇4 )之折射率、 η2係第2介質(此處爲空氣)之折射率、 係從導光體104對界面ιοί的入射角、 θ2係從界面101對第2介質之出射角、 經濟部中央標準局员工消費合作社印裝 Θ。係臨界角。 射入界面101 · 108的光線中,以反射面之傾斜部101b 全反射的光線,與以界面108全反射之後' 以界面ιοί的 傾斜部101b反射的光,射入液-晶隔室11〇。射入液晶隔室 11〇的光線’藉由未圖示的液晶層調光之後,藉由被設於 液晶隔室110的背面的反射板111反射,再次射入導光體 104,透過平坦部101a,朝向觀察者109侧射出。 本紙張尺度適用中國國家榇率(CNS ) Λ·4规格(210:097公釐) 經濟部中央標準局工消費合作社印絮 4 34 4 4 7 -ΑΊ ____Β7____ 五、發明説明(4 ) 此外,來自光源106通過入射面1〇5之不是射入傾斜部 101b而是射入平坦部i〇ia的光線,在界面101與界面1〇8 之間,直到到達傾斜部101b爲止反復進行全反射的傳 播。又,從觀察者109之側所見到的傾斜部l〇lb的面積, 與平坦部101a的面積相比,係被形成爲充分地小。 上述從前的前方光源系統,具有以下的問題。 (1) 如圖21所示,即使反覆全反射也無法到達傾斜部 101b的光’或是對於入射面1〇5幾乎垂直入射的光,成爲 從相對方向於入射面105的每407朝向導光體1〇4之外射 出的光114 ,無法被利用於顯示。又,此問題在面板尺寸 越小的場合越顯著,特別是通常被使用於攜帶資訊終端機 等的尺寸(對角線5〜6吋),光源的光線大半射出至導光體 外部’光線的利用效率非常差。 (2) 由傾斜部i〇ib與平坦部101a所構成的界面ι〇1的形 狀,類似於將棱鏡薄片的頂點削平的形狀,如圖21所 示。周園光115容易被反射至觀察者1〇9侧,導致顯示品 質的降低。 這些問題,是從前的前方光源系統的大半的共通問題, 世上期待著提升光源的光線利用效率。 發明摘要 本發明之目的在於··提供一前方照明裝置,係具備有 光源’及將來自光源的光導向被照明物的導光體,被配置 於被照明物的前方而被使用的前方照明裝置,而且係提供 有效利用光源光線的前方照明裝置,以及提供藉由具備此 _ -7- 適用中 ® 準(CNS .) A4H( X 297公釐) ~~' -— (讀先閲讀背面之:^意事^再填寫本瓦} 丁 -° 經濟部中央標準局員工消費合作钍印製 * A7 B7 五、發明説明(5 ) —~ 種前方照明裝置,即使在周圍光線不充分的場合也可以明 亮地顯示的反射型液晶顯示裝置。 爲了達成上述目的’本發明相關的第1前方照明裝置, 係具有光源以及將上述光源的光線導向被照明物的導光 體,被配置於被照明物的前方所使用的前方照明裝置,其 特徵爲:上述導光體含有具備射入來自光源的光線的入射 面的第1導光體,及具備朝被照明物射出光線的出射面的 第2導光體,上述第丨導光體,將從入射面射出的光線導 向第2導光體,上述第2導光體不朝向從.前述第】導光體 射出的方向而是朝向接近上述射出面的法線方向的方向將 光線射出。 上述之前方照明裝置,係將從第丨導光面的入射面取入 的光源光線’以從第2導光體的出射面對被照明物照射的 方式構成,被配置於被照明物的前方而被使用的。也就是 説’朝向被照明物照射的光藉由爲被照明物所反對,透過 前方照明裝置,到達對於前方照明裝置係位於被照明物的 相反側的觀察者’使得觀察者可以看見被照明物的影像。 根據上述的構造’第2導光體使來自第1導光體的被導 來的光線持續透過’藉由使上述出射面的法線方向的成分 増加’可以使來自出射面的光的射出方向接近於此出射面 的法線方向《藉此,對被照明^照射的光的反射光回到出 射面的比例變高的緣故’到達對於前方照明裝置而言係位 於被照明物的相反側的觀察者的反射光的光量也變多。結 果’提高光源光線的利用效率,提供明亮的前方照明裝置 ------------^------- V-15 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) η s 公 經濟部中央標準局員工消費合作社印^ —A7 五、發明説明(6 ) 成爲可能。此外,也具有上述第2導光體藉由使來^前方 照明装置的光線的射出方向接近出射面的法線方向,於反 射模式(不點亮前方照明裝置的場合),觀察者進行顯示確 認的視角範圍’及點亮前方照明裝置的場合的觀察者的視 角範圍,係大約一致的優點。 於上述第1前方照明裝置’作爲第2導光體,使用使光 散射的光散射體亦可。藉此,使來自前方照明裝置的光的 射出方向,可以接近射出面的法線方向,同時可以藉由散 射光而沒有不均勻地照明被照明物。結果,可以利用照明 而沒有浪費,可實現提供更亮,沒有不均勻的鮮明的被照 明物影像的前方照明裝置。 上述光散射體,以如方散射體較佳。藉此,作爲第2導 光體的光散射體,由於是將來自第!導光體的入射的光, 僅朝向此光的進行方向側散射之前方散射體,所以從第工 導光體射入的光線沒有後方散射。藉此,進而提高光線的 利用效率,同時防止了由於後方散射光所導致的被照明物 的影像的劣化。 又,上述光散射體,可以係僅將指定的角度入射光散射 的異方性散射體,以從第i導光體所射出的光朝向第2導 光體入射的角度範圍的至少—部份被包含於上述指定角度 範圍内之構成爲佳。 -一- 根據上述的構成,例如朝向觀察者的方向輸出的光線 等,在上述扣疋的角度範圍以外的入射光,因爲上述的異 万性散射體不會起作用,所以防止由於不要的散射光所 -9- ί 210X297公髮) (請先閱讀背面之注意事項再填βΐ大)
:4 34447 :4 34447 經濟部中央榡準局員工消費合作钍印掣 ' ~ A7 ______B7 五、發明説明(7 ) 致被照明物之影像劣化。此外,作爲第2導光體光散射體 藉由在使其散射的入射光的角度範圍内,使來自第1導光 體的出射光射入,可以使來自第1導光體入射光有效率地 散射,進而提高光線的利用效率。 於上述第1前方照明裝置’第2導光體也可以是使光線 繞射的繞射元件。 此外,上述繞射元件,僅將由指定的角度範圍所入射的 光線繞射,由導光體所射出的出射光向繞射元件入射的角 度範圍的至少一邵份被包含娘-「上述指定的角度範圍内較 佳。 根據上述的構成,例如朝向觀察者的方向輸出的光線 等,因爲對於上述指定負度範圍以外的入射光, 上述的繞 射元件並不作用的緣故,防止了由於不要的繞射光導致被 …明物的影像的劣化。此外藉由在作爲第2導光體的繞射 凡件會進行繞射的入射光角度範圍内射入來自第〗導光體 的出射光,可以使來自第〗導光體的出射光有效率地繞 射’進而提高光線的利用效率。 上述繞射元件,也可以是全像攝影(h〇l〇gram)相片。全 攝景相片與異方性散射板等比較,容易以優良的精度控 制輸出光線在特定的角度範圍。如此,藉由使用全像攝影 ^作爲第2導光體,可以祕自第i *光體的光的射出 方向以優良精度控制於所要的角度範圍内,使得提供指 向性優良的前方照明裝置變成爲可能。 以弟1則方照明裝置’其構成亦可在光源與入射面之 (請先閏讀背面之注意事項再填艿本頁
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.1T -- 經濟部中央標丰局員工消资合作社印製 A7 ——-_____ B7 五'發明说明(8 ) 間’進而具備有限制從光源發出的光線的擴散角的光線控 制手段。 來自光源的光線’藉由第1導光部的導引,朝向第2導 光體入射’但爲了減少從第1導光體與外部介質之界面向 導光體的外郅漏出的光線成分,而以使來自光源的光線具 有某種程度的指向性,使減少來自光源的光朝向上述界面 以臨界角爲小的角度入射的光線成分者較佳。因此,上述 之構成’藉由具備了限制從光源發出的光線的擴散角的光 控制手段,減少向導光體外部我漏的光線,進而提高光線 的利用效率,同時防止被照明物的影像的滲色或是模糊。 結果’使得提供實現明亮而且鮮明的被照明物影像的前方 照明裝置成爲可能。 上述第1前方照明裝置,其構成亦可在第丨導光體與第 2導光體之間,填滿可以緩和這些導光體之間存在的光學 界面的折射率差之充填劑。 根據上述構成’與第1導光體和第2導光體之間存在著 么氣層的%合相比較’抑制了第1導光體與第2導光體之 間存在的光學界面處之反射所導致的光線衰減。結果,光 源光線的利用效率進而提高,實現更明亮的前方照明裝 置。又,第1導光體以及第2導光體的至少一方的折射 率’如果使等於填充劑的折射二率,因爲可以減少第1導光 體與第2導光體之間的光學界面的數目,所以更具有效 果。 上述第1前方照明裝置,其構成亦可進而具備將來自光 ____JJj_ 本紙張尺度適用標準(CNS ) A4規格(210X2W公釐) —一~~~〜一~~ (請先閱讀背面之注意事項再填艿本頁) I^ 。4 34 4 4 7 , ' A7 p·______ — B7 五、發明説明(9 ) 〜~ 源的光線,僅朝向第1導光體的入射面聚光的聚光手段。 根據上述的構成,目A可以進而;減少光源光線的損失, 所以進而提高光源光線的利用效率,實現更明亮的前方照 明裝置。此外,因爲可以減少由非有意圖的方向向第2導 光體等射入的光線,可以防止迷光的產生,提供實現鮮明 的被照明物影像的前方照明裝置成爲可能。 爲了達成上述目的,本發明相關的反射型顯示裝置,特 徵在於具備有具有反射板的反射型液晶元件,同時於上述 反射型液晶元件的前面配置上述第i前方照明裝置。 根據上述構成,例如在白天的屋外等具有充分的周圍光 量的場合,係以熄掉前方照明裝置的狀態來使用,另—方 面在典法得到充分的周圍光量時,可以點亮前方照明裝置 來使用。結果,提供可實現不受拘束於周園環境,總是進 行明亮的高品質的顯示之反射形液晶顯示裝置成爲可能。 上述反射型液晶顯示裝置,其構成亦可在反射型液晶元 件與前述第1前方照明裝置之間,填滿可以緩和存在於上 述反射型液晶元件與第1前方照明裝置之間的光學界面的 折射率差之充填劑。 根據上述構成,與反射型液晶元件與前方照明裝置之間 存在著空氣層的場合相比較,抑制了反射型液晶元件與前 方照明裝置之間存在的光學界--面處之反射所導致的光線衰 減。結果,光源光線的利用效率進而提高,實現可以更明 亮地顯示的反射型液晶顯示裝置。 爲達成上述目的,本發明有關第2前方照明裝置,係具 —— _____________ - 12 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐〉 (諳先閱讀背面之注意事項再填艿本頁 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4 34 4 4 7 -A7 五 、發明説明( B7 诗 先 閱 讀 背 ιέ 之 注 意 事 項 再 填 太 ,光源以及導光體,被配置於被照明物的前方而使用的前 万照明装置,其特徵爲:上述導光體係含有從光源射入光 線的入射面’及朝向被照明物射出光線的第1出射面,及 方向相對於第1出射面的第2出射面的多面體,上述第1 第2出射面係以越遠離入射面間隔越窄的方式被配置 的。 訂 根據上述構成,以第i及第2出射面越遠離入射面間隔 越窄的方式,也就疋説藉由對第j出射面而言傾斜第2出 射面而配置,成爲從入射面對弟丨出射面平行射入的成分 的至少一部份,在第2出射面反射朝向第】出射面,成爲 對被照明物射出的光線。總之,因爲對第丨出射面平行射 入的成分也變成可以作爲照射光來利用,所以與第】及第 2出射面相互平行配置的構成相比較,提高了光源光線的 利用效率。結果,提供明亮的前方照明裝置成爲可能。 上述第2初方^•、明裝置’备以α爲對於第1出射面之第 2出射面的傾斜角,以ec爲第2出射面的臨界角,則亦可 作爲滿足下列不等式的構成。 經濟部中央標苹局負工消費合作社印^ a S 90°-ec 根據上述之構成,從入射面對第丨出射面平行射入的成 分’於第1出射面全反射藉此,可以完全避免由第2出 射面向觀察者側洩漏的光線。"ΐ#果,提供明亮而且鮮明的 被照明物影像的前方照明裝置成爲可能。 上述第2前方照明装置’也可以構成爲對於第1出射面 之第2出射面的傾斜角被形成爲在40。以下。 -13- 本紙張又度適用中國國家標隼(CNS ) A4現格ί 公釐)_ 經濟部中央榡準局員工消f合作衽印製 4 34 4 4 7 - 一 A7 -------- B7 _ 五、發明説明(u ) 上述第2前方照明裝置,在光源輿入射面之間,也可以 進而具備有限制從光源發出的光線的擴散角的光線控制手 段。 雖然由光源射出的光線幾乎完全於第2出射面反射,但 疋爲使在此第2出射面不全反射減少向導光體外部洩漏的 光,線成分’使來自光源的光線具有某種程度的指向性,使 對於第2出射面以較臨界角爲小的角度入射的成分減少者 爲佳。因此,上述之構成,藉由具備有限制從光源發出的 光線的擴散角的光線控制手段7減少了從第2出射面洩漏 的光線,進而提高光線的利用效率,同時防止被照明物的 影像滲色或是模糊。 上述第2前方照明裝置,亦可構成爲進而具備將來自光 源的光線,僅朝向導光體的入射面聚光之聚光手段。 根據上述構成,因爲可以進而減少光源光線的損失,所 以可以進而提高光源光線的利用效率,實現更明亮的前方 照明裝置。 上述第2前方照明裝置,亦可構成爲進而具備若將上述 導光體作爲第1導光體的話,於上述第1導光體的第1出 射面的外側’使來自上述第1出射面的出射光持續透過, 與來自上述第1出射面的出射光比較,以接近第1出射面 的法線方向的方向射出光線的^第2導光體。 上述之構成’第2導光體藉由使來自上述第1出射面的 出射光持續透過’使增加第1出射面的法線方向的光線成 分,可以將對被照明物照射的光的射出方向接近第1出射 • - _ -14 - 本纸張國國家標準(CMS ) A4規格(2】0xi9l公趋) ~ (請先閱讀背面之注意事頰再填寫本頁) 衣 訂 A7 B7 經濟部中央標卒局員工消費合作钍印裂 本紙張尺度制巾關諸( CNS ) Α视格UIGX297公楚) 五、發明説明(12 ) 面的法線方向。藉此,因爲對被照明物照射的光線的反射 光容易回到前方照明裝置’所以到達對於前方照明裝置而 言位於被照明物的相反側的觀察者的反射光光量變多。結 果’提高光源光線的利用效率’提供明亮的前方照明裝置 成爲可能。此外,上述第2導光體藉由使來自前方照明裝 置的光線的射出方向接近第1出射面的法線方向,使得也 具有在反射模式(前方照明裝置不點亮的場合)下觀察者進 行顯示確認的視角範圍,與點亮前發照明裝置的場合的视 角範圍大致一致的優點。 -- 爲達成上述目的,本發明相關的其他反射型液晶顯示裝 置’特徵爲具備具有反射板的反射型液晶元件,同時於上 述反射型液晶元件的前面配置上述第2前方照明裝置σ 根據上述構成,在例如白天屋外等具有充足的周圍光量 的場合,在熄滅前方照明裝置的狀態下使用,另一方面, 在無法獲得充足的周圍光量時’可以點亮前方照明裝置使 用。結果’提供可實現不受拘束於周圍環境,總是進行明 亮的高品質的顯示之反射型液晶顯示裝置成爲可能。 上述之反射型液晶顯示裝置,其構成亦可在反射型液晶 元件與前述第2前方照明裝置之間,填滿可以缓和存在於 上述反射型液晶元件與第2前方照明裝置之間的光學界面 的折射率差之充填劑。 一-_ 根據上述構成,與反射型液晶无件與前方照明裝置之間 存在著空氣層的場合相比較,抑制了反射型液晶元件與前 方照明裝置之間存在的光學界面處之反射所導致的光線衰 -15 ------ -.1 - - -1 1! -^----1 n - I ml In 一—- V ·-& (讀先閏讀背面之注意事項再填寫本頁) B7 五、發明説明(I3 ) v«- 減。結果,光源光線的利用效率進而提而,實現可以更明 :¾地顯示的反射型液晶顯示装置。 (請先聞讀背面之注意事項再填艿本頁 於上述反射型液晶顯示裝置,以構成爲對於第1出射面 之第2出射面的傾斜角被形成爲10。以下者爲佳。 上述傾斜角越大,在反射模式(前方照明裝置不點亮的 場合)下可以利用的周圍光線的入射角的範園大幅減少, 同時來自液晶元件的反射光朝向平行於液晶元件表面的方 向射出的成分變多。因此,藉由使前述傾斜角形成爲1〇。 以下,可以有效利用周園光線1獲得明亮的顯示。
*1T 本發明之進而其他的目的、特徵以及優點,應可藉由以 下所示之記載而充分理解。此外,本發明之利益應可藉由 參照附圖之下述説明而明白。 實施例 [第1實施例] 以下根據圖1至圖11説明本發明之第1實施例。 經濟部中央標準局負工消費合作社印袈 本實施例相關之反射型LCD ,如圖1所示,係於反射 型液晶隔室10的前面,具備有前方照明系統5〇 (前方照 明裝置)。又’於液晶隔室1 〇 (液晶元件)與前方照明系統 5〇之間,充滿後述之充填劑19。 削方照明系統50係由導光體54 (第1導光體)' 異方性 散射板52,(第2導光體)、光源26 '以及反射鏡27(聚光 手1又)所構成。光源26 ,係例如螢光管等的線狀光源,沿 著導光體54的侧面(入射面55 )被配置。此外,將來自光 源26的光線僅向上述入射面55聚光的反射鏡打(聚光手 -16 - 表紙乐尺度通用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公趁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印槊 -A7 Β7 五、發明説明(14 ) 段)’係以完全覆蓋入射面55與光源26的方式設置。 導光體54,如圖i所示,特徵在於對液晶隔室1〇側的 界面58 (第1出射面)而言,觀察者側的界面53 (第2出 射面)係被傾斜配置的。換句話説,導光體54 ,被形成爲 於垂直於光源26的長邊方向的斷面的形狀爲接近三角形 之楔型。 於導光體54 ’界面58係對於入射面55垂直,來自光 源26的光朝向液晶隔室側射出的同時,射入來自液晶 隔室10的反射光。另一方面^界面53 ,使來自光源26 的光線朝向界面58反射,同時,將來自液晶隔室1 〇的反 射光朝向觀察者侧射出。 被層積於導光禮54的界面58的外側的異方性教射板 51 ,爲了增加垂直射入液晶隔室1〇的光線成分,僅散射 從導光體54以指定角度範圍射出的光線,對於上述指定 角度範固以外的光線則不予任何作用而使其通過。 導光體54可以使用例如PMMA (聚甲基丙稀酸甲酯: poiymethylmetacrylate)等藉由射出成形而形成。更具體而 言,此實施形態相關的導光體54 ,最厚的部分的厚度(也 就是入射面55的高度)爲6 mm ’最薄的部分的厚度爲1 nmi ,長度爲60 mm ’寬度爲no mm。此時,對於界面 58之界面53的傾斜角約爲 其次’説明液晶隔室10的構成及其製造方法。 液晶隔室Ϊ0 ’如圖1所示’基本上係由一對電極基板 11a、lib夾持液晶層12而構成的。電極基板lla係於具 _ -17- 本紙伕尺度適用中國國家襟準(CNS ) Μ規格(2I0X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填苟本頁) -—-^. 、1Τ 經濟部中央標準局負工消费合作社印絮 -434447 ' 一 A7 ______B7 五、發明説明(IS ) 有光透過性的玻璃基板Ha上,設置透明電極15a,以覆 蓋此透明電極15a的方式形成液晶配向膜16a。 上述玻璃基板14a ’採用的是例如康寧公司製的玻璃基 板(商品名:7059)。透明電極15a係以ITO (銦錫氧化 物:Indium Tin Oxide)爲材料。液晶配向膜16a,係將例如 曰本合成橡膠公司製的配向膜材料(商品名:AL-4552 ), 以旋轉塗布機塗布於形成透明電極15的玻璃基板l4a 上’施以抛光處理作爲配向處理而被製作成的。 電極基板lib也與上述電極i板lla同樣,藉由依序層 積玻璃基板14b、透明電極15b、以及液晶配向膜16b而 被製作成的。又,對於電極基板Ua、11b也可以應需要 而形成絕緣膜等。 電椏基板11a、lib係以液晶配向膜10a、16b成爲相 *對方向的方式,而且抛光處理的方向爲平行且逆向(也就 是反謂的反平行)的方式配置的,並使用接著劑貼合。此 時,電極基板11a、lib之間,藉由預先散布顆粒直徑4 5 μηι的玻璃珠間隔件(未圖示),而以均一的間隔形成空 隙。 於此空隙’藉由眞空脱氣導入液晶,形成了液晶層 12 。又,作爲液晶層12的材料,可以使用例如梅爾喀公 司(音譯)製造的液晶材料(商品''名:ZLI_3926 )。又,此液 晶材料的Δη爲0.2030 。但是液晶材料並不以此爲限,可 以使用種種液晶。 進而,於玻璃基板Ub的外面,將施有髮線化咖加幻加 _____________ "18- 本紙張尺尺適用中國國家標準(CNS > Λ4規格(_ (請先閱讀背面之注意事項再填艿本莨 I兮 訂 4 34 4 4 7 ' -A7 -_______B7___ 五、發明説明(16 ) 工的銘板作爲反射板17 ,藉由例如環氧樹脂系的接著劑 接著之’同時於玻璃基板14a的外面,設置以與液晶層12 的液晶的配向方向夾著45。的方式設置偏光軸的偏光板 18 °又、玻璃基板i4a與偏光板18之間,充滿被配合折 射率的填充劑(未圖示)。 藉由以上的工程製造出反射型液晶隔室1〇 。於此液晶 隔室10,藉由如下所示組合前方照明系統50 ,製造出附 有前方照明裝置的反射型LCD 。首先,於液晶隔室1〇的 偏光板18上’層積異方性教谢-极51。此時’在偏光板μ 與異方性散射板51之間,充滿配合這些的折射率的填充 劑19。 進而’於上述異方性散射板51上,層積導光體54。在 異方性散射板51與導光體54之間,也充滿配合這些的折 射率的填充劑(未圖示)。 經濟部中央標隼局貝工消资合作社印製 J— - - 1—I ......... - ^ - -I ^^1 . . _ V 、-a (請先閒讀背面之注意事項再填寫本頁〕 . 如此,藉由在導光體54、異方性散射板51、偏光板18 以及玻璃基板14a的分別的間隙導入填充劑,使得從導光 體54到玻璃基板14a爲止之間隙不存在空氣層。藉此, 從導光體54到玻璃基板14a之間存在的光學界面之折射 率差可被緩和,或是完全消除折射率差,解決了光學干涉 或是在上述光學界面的反射所導致的光強度衰減,或是由 於上述光學界面產生的反射光—導致顯示品質劣化等問題。 又,作爲填充劑,可以使用UV硬化性樹脂或是水揚酸甲 醋(methyl salicylate)等。 其次,以相對方向於導光體54的入射面55的方式設置 19- 太紙張尺ί邊用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨0心97公釐)~~ -434^47 ' -A7 ________B7 五、發明説明(17 ) " 例如螢光燈管作爲光源26 ’將此以反射鏡27包圍~。又, 作爲反射鏡27 ’可以使用例如鋁箔膠帶等。 藉由以上的工程,完成具備有前方照明系統50作爲前 方照明裝置之反射型LCD 。此反射型LCD ,在周圍光線 不夠充分時,可點亮前方照明系統5〇以照明模式來使 用,在可以獲得充分的周圍光線時,可熄滅前方照明系統 50以反射模式使用。藉此,不受周圍環境光量改變的影 響可以提供總是可以安定顯示的反射型LCD。 於上述反射型LCD,導光U4具有與玻璃基板14a幾 乎相等的折射率’同時如前所述,導光體54與玻璃基板 14a之間不存在空隙部(空氣層)。藉此,上述反射型 LCD ’即使在熄滅前方照明系統5〇以反射模式使用的場 合,導光體54也不會對顯示產生不良影響Λ 又’於導光體54,界面53對界面58的傾斜角40。以下 較佳。以下説明其理由。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 I - ! - -Γ In -- - m ] n n m F - n n T 彳 .1 (讀先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 如圖2所示,來自光源26的光,通過入射面55,射入 導光體54 ^此處,爲了簡化,考慮來自入射面55而對導 光體54射入的光是完全平行光,入射的光全部對界面53 射入。 朝向界面53的入射光,其入射角如果較界面53的臨界 角還要小,會由界面53射出--。相反的,如果入射角較上 述臨界角還要大的話,會於界面53產生全反射。 在本實施形態之前方照明系統50 ,因爲利用在界面53 全反射的光於液晶隔室10的照明,所以最好所有的入射 ____ -20- _______ 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) Α4規格(210x 297公兹) - Α7 Β7 五、發明説明(IS ) 光都在界面53全反射。此處,如圖2所示,若以α爲界 面53對於界面58的傾斜角,從入射面55向界面53射入 的光的入射角02以θ2=9〇°-α來表示。 此外,導光體54係由壓克力系高分子來形成的場合, 其折射率約爲1.5程度》又,一般無色透明的有機系高分 子材料的折射率爲1.4-1.7程度。由此可知導光體54的臨 界角應不至於超過50。也就是説,爲使上述θ2不會較50。 爲小,可以導出α的値以40。以下較佳。 如以上所述,藉由將界面53二對於界面58的傾斜角α形 成40°以下,因爲使從入射面55垂直入射的所有光.成分在 界面53全反射’所以可以減少由界面53向觀察者侧洩漏 光線的情形發生。結果,可以提高光源光線的利用效率, 同時可以防止由於來自界面53的洩漏光線導致顯示品質 的障'低。 進而,考慮不點亮前方照明系統50而以反射模式使用 本實施例之反射型LCD的場合,界面53對於界面58的傾 斜角α以1〇。以下較佳》以下説明其理由。 經濟部中央標準局員工消费合作社印掣 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 首先,爲了比較’基於圖3説明對於液晶隔室1〇單體 射入的場合的周圍光的光線動向。如圖3所示,假設周圍 光對液晶隔室10直接射入的場合,周圍光係以朝向液晶 隔A 10的.表面10a以入射角h射入,以出射角朝向液 晶隔室10的内部行進,藉由設於液晶隔室1〇的底面的反 射板17反射,再度對表面i〇a射入、折射以出射角化射 出。此時上述的Θ3〜㊀5之角度,若以液晶隔室1〇的折射率 ___-21 - 本紙張尺度適用0國家標準(CNS Μ4規格(2Ϊ0Χ297公發} --- -A7 B7 五、發明説明(19 爲η!的話’以下列數學式表示。 — 04=3103111((811103)/11^ es^arcsii^i^xsinej 藉此導出θ3=θ5。 對此’如圖4所示,本實施例之反射型LCD ,藉由在 液晶隔室ίο的前面配置前方照明系統50,反射型LCD的 表面,也就是説對於導光體54的界面53的周圍光的入射 角θδ、以及從界面53射出的出射角θ?、對反射板17的入 射角(反射角)'再度對界兩--53入射時的入射角%、從 界面53射出的出射角θι〇,係分別由以下數學式來表示。 又,在此,上述周圍光與前述相同,係對於反射板Η的 法線以角度θ3射入的。
0^=03-〇C e7=arcsin((sin06)/n1) 0g=〇7+a 09=〇g+a Θ ifarcsini^ xsin09) 經满部中央標隼局員工消費合作社印繁 此處,由界面53所射出的光之對於反射板17的法線的 角度若爲Θ丨丨的話,Θ丨1以下列棼學式表達。
Gn=arcsin[ni · sin[arcsin{sin(〇3-a)/n1+2a}]] 如此’可知藉由將前方照明j統5〇配罟 配置於夜晶隔室10 的前面,入射光與出射光的诗度關係,係與液晶隔室ι〇 的單體的場合不、同。特別是界面53對於界面Μ的傾斜角 a很大的場合’如圖5所示,容易在導光體“的界面Η -22- 本紙張尺度適用中國國家栳準(CNS ) A4規格(210XM7公釐 鯉濟部中央標準局員工消費合作社印製 .d 344 4 7 _ * A7 _______ B7 五、發明説明(20 ) 反射,產生成爲迷光的成分,非吾人所希望見到。 此處,使用上述θη以折射率ηι爲i 5 ,在將傾斜角^ 進行種種變化的場合下,分別計算出對界面53入射的周 圍光的與反射板17的法線之夹角,以及從界面53射出的 出射光與反射板17的法線的夹角的大小,將其結果揭示 於圖6 =又,圖6所示之,Θ3係以圖4之順時針方向爲 正’逆時針方向爲負。此外’關於θπ ,爲了簡化並不區 別其正負。 於圖6 ’相互比較對於各傾斜角α之可得03的範圍,可 知傾斜角α越大,反射模式(熄滅前方照明系統5〇的狀態) 之可以利用的周圍光的入射角範圍大幅減少。 此外,於圖6 ,相互比較對於各傾斜角α之Θ!【的最小 値可知傾斜角α越大,出射角的最小値也變大。也就是 説’向水平方向射出的光線成分變多,朝向反射板17的 法線方向射出的光線成分減少^ 通常’觀察者是從正面方向也就是反射板17的法線方 向來看顯示内容的,使光在θη S 30。的範圍射出較佳3也 就是説,由圖6 ,傾斜角α的値以在10〇以下較佳。進而 較佳者若能在5。以下,以反射模式使用本實施例之反射型 LCD的場合,可以使向反射板π的法線方向射出的光量 變多,可以獲得明亮的顯示。一- 其次’説明異方性散射板51作爲第2導光體的特性。 異方性散射板51 ,係具有將來自導光體54的入射光,如 圖7所示,僅朝向其行進方向散射的機能的前方散射體, __ -23- 本紙張尺度適用中囷园家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐.) (讀先閎讀背面之注意事項再填βτ本頁j i"
、1T 經濟部中央標隼局員工消費合作社印掣 434447 ’ — A7 _ B? ..... η __ 五、發明説明(21 ) 同時’也是具有如圖8所示僅使從指定的角度(_10。〜_7〇。) 入射的光線散射,完全透過上述角度範圍以外的入射光的 特性的異方性散射體。作爲滿足此種條件的材料,市面上 A-. 可以買到的商品有例如住友化學株式複红製造的視角控制 板(商品名:Rumi-stay)。 由於異方性散射板51係前方散射板,可以消除在液晶 隔室10被調光的後方傲射成份,也就是朝向觀察者方向 散射的成份,可尋求顯示品質的提升。又,於圖7,顯示 異方性散射板51與填充劑1$之界面所射.出的散射光的樣 子的模式圖,實際上,異方性散射板51 ,使來自導光體 54的出射光透過,並使其散射。 來自導光體54的出射光之朝向異方性散射板51的入射 角約爲70°,此入射角,包含於異方性教射板51使光線散 射範圍(-10。〜_7〇。)。藉此,異方性散射板51 ,僅散射被導 自作爲第1導光體的導光體54的光線,對於此範圍以外 的光線並不加以任何作用使其通過。藉此,在反射模式使 用時的周圍光或來自液晶隔室10的反射光,因爲保持原 樣透過異方性散射板51的緣故,所以不會產生異方性散 射板5〗在反射模式下對顯示品質造成不良影響的缺失。 此處,説明關於測定前方照明系統50的照明光線強度 的測定結果。又,爲了測定箭"方照明系統50的照明光線 強度’使用如圖9所示的測定系。總而言之,以異方性散 射板51的法線方向爲〇。,於檢測器34測定由〇。至±90。的 範圍的光線強度。又,此測定係在充滿著具有與導光體 —_ -24- 本ϋ尺度適用中國國家標率(CNS ) 格(210X^^50 ~ I ---—Γ i [_, - - I 乂衣 n (請先閡讀背面之;1意事項再填艿本頁
-1T ι Λ 34 4 4 7 經濟部中央標準局員工消費合作社印^ ~ ΑΊ B7 五、發明説明(22 ) 54相等的折射率的配合劑的容器内(例如油浴等)進行 的。 測定結果顯示於圖10。由圖1 〇可明顯得知前方照明系 統50 ,藉由具備異方性散射板η ,可以將由導光體54 射出的出射光(對於異方性散射板5 i的入射角約爲70° ), 作爲更接近垂直入射的光,對液晶隔室10照射。 此外,本實施例之反射型LCD ,如圖8所示,完全不 會由異方性散射板51的散射角度範圍之-10。〜-70。的方向 來觀察。也就是説,在通常使艽的範圍,由觀察者的立場 來看,由於異方性散射板51所導致的光的散射並不會對 液晶隔室10的顯示影像產生影響。 又,本實施例相關的反射型LCD ,與透過型LCD或是 CRT、PDP等自發光型顯示器比較,具有更能夠明亮地顯 示的優點。 也就是説,由圖11(a)所示,來自發光型顯示器35的光 線36a ,對周圍光37而言其行進方向爲逆向。因此,光 36a減掉周圍光37之後的成分36b才被觀察者認識到。 相對於此,本實施例之反射型LCD ,以照明模式使用 的場合,如圖11(b)所示,由前方燈管20射來的輔助光 39a,與周圍光37 ,在液晶隔室10的反射板(未圖示)被 反射,相當於輔助光39a與周圍光37的和旳成分39b被觀 察者認識到。藉此,不僅在晦暗的場所,即使例於在白天 室外般的明亮場所,也可以實現更明亮的顯示 [第2實施例] -25- 本紙张尺度適用中國國家標净-(CNS ) A4規格(210X297公釐) - I I I : - -II--^1--I ----I I ——.^—, "·-·' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本ί} 434447 ~ A7 B7 五 '發明説明(23 ) — 以下主要基於圖12至圖15説明本發明相關的其他實施 例。又,與前述第1實施例已經説明的構成具有同樣功能 的構成,賦予相同的符號,省略其説明。 本實施例相關之反射型LCD ,作爲第2導光體,如圖 12所示,特徵在於取代前述第1實施例所説明的將來自 導光體54的光散射的異方性散射板51 ,而是使用繞射來 自導光體54·的光的全像攝影相片52。 全像攝影,係基於光線繞射的原理,除了具有操作光學 反射、折射的效果之外,還;以使i張全像攝影相片帶有 複數種類的光學特性。首先參照圖13簡單説明一般全像 攝影相片的作成方法。 如圖13所示,對於被塗布於基板表面的感光性高分子 124,由光線127照射光線。從光源127照射的光127a, 於光徑分離器123被分光爲兩道光127c、i27d。光127c 於物體128被散射’作爲物體光126射入感光性高分子 I24。光l27d於反射鏡I29被反射,作爲參考光125,以 指定的角度射入感光性高分子124。藉由參考光125與物 體光126之間的干涉,在感光性高分子124上,以次微米 的規模形成折射率高的層與折射率低的層,而成爲全像攝 影相片。如此,於寫入完成的全像攝影相片,從參考光 125入射的方向使光線射入的—話,作爲物體光126 ,被寫 入的影像被再次構築。 作爲光源127 ’使用產生同調光的光源例如雷射光。藉 由調整來自光源127的光的波長或是強度等各種條件,上 -26- 本紙掁尺度適闱中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (讀先聞讀背面之:-意事項再填巧本頁) % 經濟部中央標準局負工消費合作社印絜 4 34 4 4 7 - —A7 ____^___--- 五、發明説明(24 ) 述物體光126 ,可以作成實現所要的輸出光的方向及照射 角的全像攝影相片。 以下參考圖14(a)至(d),説明作成具備全像攝影相片52 的前方照明系統60的方法。 首先,如圖14(a)所示,於作爲基體的聚酯膠卷69的表 面,塗布感光性高分子64。又,此感光性高分子64,可 以使用例如寶麗來(Polaroid)公司的感光高分子(商品名: DMP-128)。 其次,以如圖14(b)所示的-式,於聚酯膠卷69塗布感 光性高分子64的面的相反侧面,設置前述第1實施例所 説明的導光體54。 接著,如圖14(c)所示’以相對於導光體μ的入射面55 的方向的方式配置光源65 ,對於入射面55照射參考光 65a。同時,在由導光體54的界面58的法線方向傾斜ι〇。 的方向配置光源66 ,對於感光性高分子53照射物體光 66a。在此實施例中,使物體光66a由從感光性高分子& 的法線方向傾斜10。的角度入射,使參考光65a ,以同樣 經濟部中央標皁局貝工消费合作社印製 於藉由導光體54所導引的光的入射角,朝向第2導光^ 51之感光性高分子64射入。 藉由將如此的參考光Ma以及物體光66a的照射分別以 紅、綠、藍三色成份來進行,-^圖U(d)所示,分別對應 紅 '綠、藍的成分,形成層狀的紅色用全像攝影相片 64R、綠色用全像攝影相片64G、藍色用全像攝影相片 _。也就是説’全像攝影相片64R、64G、刚構成爲 _____ -27-_ 本紙張尺度適用中國國家榡準(CNS ) A4規格(21^97公楚) 一^ -- 4 34 4 4 7 — -A7 ______B7_ 五、發明説明(25 ) " • 全像攝影相片52。 ' " 進而’以相對方向於導光體54的入射面55的方式配置 作爲光源26的螢光燈管(三波長燈管),藉由以反射鏡27 覆蓋住入射面55以及光源26,完成本實施例之前方照明 系統60。 藉由以上的工程,完成作爲前方照明裝置之備有前方光 源系統有60的反射型LCD。此反射型LCD,在周園光線 不夠充分時,可點亮前方照明系統60以照明模式使用, 在可以得充分的周圍光線時1可熄滅前方光源系統6〇以 反射模式使用。藉此可以提供不受周圍環境影像總能安定 地進行顯示的反射型LCD。 經濟部中央標率局負工消費合作社印掣 (讀先閉讀背面之注意事項再填tT本頁) 此處,説明關於前方照明系統60的照明光強度測試的 結果。又’於照明光強度之測定,使用圖9所示的測定 系。測定結果顯示於圖15 。由圖15可以明白,前方照明 系統60,藉由具備作爲第2導光體的全像攝影相片52, 可以將從導光體54射出的出射光(對於全像攝影相片52 的入射角約爲70。)作爲幾乎垂直入射的光照射至液晶隔室 10 。此外,比較圖10與圖15亦可明白全像攝影相片 52 ’與前述第1實施例所使用的異方性散射板51相比 較,具有更能夠精確控制特定輸出光的輸出範圍的優點。 又,在前述做法雖然使用感^性高分子做成全像攝影相 片,但是如果能夠獲得同樣的效果的話,並不以使用感光 性高分子爲限。此外,寫入時的物體光的入射方向,也並 不限定於上述的角度。此外,爲了使前述之光源光藉由導 _-28- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4說格丨0X2?7公釐) ' 經濟部中央標準局!工消費合作祍印^ 4 34 4 ^ 7 - —ΚΊ ----------------------^_______ 五 '發明説明(26 ) 光體54向全像攝影相片52導引的行進方向,與參~考光的 入射方向一致,而將參考光65a由導光體54的入射面55 射入,此外,如果能夠獲得同樣效果的話,也可以採用例 如將事先己事先已經寫入影像的全像攝影板接著於導光體 54的方法等。 進而,在上述實施例的説明中’使用的是爲使來自作爲 第1導光體的導光體54的光繞射,對於液晶隔室1〇以接 近垂直入射的方向射入,而使用全像攝影相片的構成,但 是除了全像攝影相片之外,也呷以使用繞射栅等3 [第3實施例] 以下根據圖16至圖説明本發明之實施上相關的其他 形態。又,具有與前述各實施例所説明的構成相同的構 成,以及具有同樣功能的構成都被賦予同樣的記號,且省 略其説明。 本實施例相關的反射型LCD ,如圖16所示,其特徵爲 具備不採用第1實施例的前方照明系統5〇 ,而是採用在 光源26與入射面55之間,爲了限制由光源26射出的光 的擴散角,進而含有擴散板82以及棱鏡薄片81而構成的 前方照明系統70。 作爲光源26的一般採用的螢光管所輸出的光,並無特 定的指向性而是隨意散射發-光'因此,存在著由導光體 54的界面53向觀察者側漏光的情形,有招致顯示品質降 低之虞。 以PMMA形成導光體54的場合’ pMMA的折射率約 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -29- ^ Λ 3 d ^ 4 7 ^ 一 A7 B7 五、發明説明(27 ) 1.5 ,所以界面53的臨界角Θ。約爲42。。也就是說,對界 面53的入射角在42°以下的話,產生上述漏光現象。爲了 防止此漏光的情形,只要使成爲漏光成分的光不要射入導 光體54即可。 在此,如圖17所示’界面53對界面58的傾斜角設爲 α ,從入射面55射入的光的擴散角設爲土β的話。此光對 界面53的入射角Θ係以θ=90'[χ-β表示的。 也就是説,爲使來自入射面55的對界面53射入的光不 要透過界面53的條件爲: θο<θ=90°-α-β 也就是以 β<90°-(θ〇+α)......(式 2) 來表示。 又,在此實施例,如前所述,界面53對於界面58的傾 斜角α係4.8°,臨界角係42°,所以根據上述式2可以導 出 β<43·2°。 Μ濟部中央標準局負工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本F;) 從光源26輸出的光,以擴散板82暫時使其擴散而射入 稜鏡薄片81 。在本實施例,棱鏡薄片81的稜鏡的頂角爲 1〇〇°。棱鏡薄片81 ,具有將舞散光聚光於特定角度範圍 的功能,稜鏡頂角爲100°的場合,如圖18所示,將擴散 光聚光於約±40°的角度範圍内—-。在約±4〇。的角度内被聚光 的光,對導光體54射入時,藉由根據在入射面55的折射 進而再被聚光,成爲擴散角約爲±25.4。範圍的光。也就是 説,從入射面55射入的光的擴散角,可以充分被收在上 -30- 本紙張尺度適用中國國家標率(CNS ) Α4规Κ 210X297公釐) -A7 4 34 A 4 7 B7 五、發明説明(28 ) 述β<43.2。的範圍内,可知不會產生由界面53向觀察者方 向漏光的情形。 如以上所述,本實施例相關的反射型LCD ,因爲抑制 光源光的擴散角,所以藉由在光源26與導光體54的入射 面55之間設置擴散板82以及棱鏡薄片81 ,消除由界面 53漏光的情形,進而提高顯示品質。 又,在本實施例,作爲限制光源的擴散角度採用稜鏡薄 片81 ,但是如果能夠達到同樣的效果的話,並不以此爲 限’例如也可以使用平行光管(collimator)等。此外如圖 19(a)所示,以橢圓體鏡9898覆蓋光源26的周圍,於此橢 圓體鏡98的焦點處設置光源26的構成也可以得到同樣的 效果=進而,如SID DIGEST P.375 (1995)所記載的,使用 圖19(b)所示之光管99 ’控制由光源26射出的照射光的擴 射角亦可。 上述各實施例並非限制本發明之内容,在本發明的範圍 内可以進行種種變更。例如,作爲前方光源的導光體的材 料’舉出PMMA作爲具體例示,但是若無均一衰減可以導 光’其折射率爲適當的値的話,也可以使用例如玻璃、聚 碳私鹽、聚氯化乙缔、或是聚孽等材料亦無妨。 進而,作爲液晶隔室,可以使用單純矩陣型Lcd 、主 動矩陣型LCD等種種的LCD —。此外,在上述實施例使用 偏光子與檢光子兼用的使用一枚偏光板的ECB模式(單偏 光板模式)的液晶隔室,除此之外,也可以適用不使用偏 光板的PDLC或是PCGH等。 ------- -31 * 本紙狀度邮 t ( CNsTa4^# ( 210 X 297/^¾ ) ---
’ 111 I- - I * - i t^n . | - -- U I--- I I f対先聞讀背面之注意事項再填巧本頁J
'1T 經濟部中央標準局員工消费合作社印^ 43444 7 — ' A7 __ B7 五、發明説明(29 ) 於發明之詳細説明之項所敘述之具體實施例或是實施形 態,僅供説明本發明之技術内容,並不應該將本發明的範 圍解釋成被狹義地限定於該具體例,在符合本發明的精 神’以及在下述申請專利範圍内,可以實施種種的變更。 圖面之簡單説明 圖1係顯示本發明之一實施形態相關的反射型LCD的 構成之剖面圖。 圖2係顯示具備圖!所示之反射型LCD之前方光源系 統的導光體之光線動向之説明圖。 圖J係顯不周圍光線入射液晶隔室早體的場合的光線動 向的説明圖。 圖4係顯示在反射模式使用圖1所示之反射型[CD的 場合’對於反射型LCD入射的周圍光線的動向的説明 圖。 圖5係顯示爲供與具備圖1所示的反射型LCD之前方 光源系統比較用,向導光體入射的周圍光線成爲迷光的場 合的説明圖。 經濟部中央標率局員工消費合作杜印製 • * ~ --I I II --11 11: - - n ^ l^i - n I Ti -1,-& * 1 (諳先閔讀背面之;i意事碩再填tc本頁〕 圖6係顯示在反射模式使用圖1所示的反射型LCD的 場合,因應傾斜角ot之周圍光_線的入射角(對於反射板的 法線的夾角)θ3與出射角(對於反射板的法線的夹角)由〇11 的變化模樣之圖。 一 圖7係顯示圖1所示之反射型LCD之光線舉動之説明 圖。 圖8係顯示圖1之反射型LCD之從第1導光體向第2導 -32- 本紙張尺度適用中國國家榡準(CNS ) A4規格(2丨〇><297公釐} 4 3444 7 一 _ A7 B7 ___ __________ .一. _ ________ 五、發明説明(3〇 ) 光體射入的光線的入射範園之説明圖。 圖9係顯示爲供測定具備圖1所示的反射型LCD的前 方照明系統的照明光強度所使用的測定系之説明圖。 圖10係顯示具備圖1所示的反射型LCD之前方照明系 統的照明光強度之圖。 圖11(a)係顯示從發光型顯示器所射出的光與周圍光的 關係之模式圖,圖11(b)係顯示來自上述反射型LCD的出 射光與周園光的關係之模式圖。 圖12係顯示本發明之其他r實施形態相關之反射型LCD 的構成之剖面圖。 圖13係顯示一般全像攝影相片的作成方法之説明圖。 圖14(a)至⑷係顯示具備圖π所示之反射型LCD的前 方光源系統的製造工程之主要部的説明圖。 圖15係顯示具備圖U所示的反射型LCD之前方照明系 統的照明光度之圖。 圖1 ό係顯示本發明之又一實施形態相關的反射型LCD 的構成之剖面圖。 經濟部中央標準局負工消費合作社印聚 ---------/----.--訂 * {讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖17係顯示於圖16所示之反射型LCD,入射導光體之 後的光線動向之説明圖。 圖18係顯示具備圖16所示的反射型LCD之稜鏡薄片的 聚光特性之圖。 - 圖19(a)及(d)係顯示供限制入射光的擴散角,可以取代 圖16所示之擴散板以及稜鏡薄片而適用之其他構成例之 説明圖。 _______-33- 本紙張尺度適用中國國家橒皁(〇:S ) A4規格(210X297公釐) 五、 Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印51 發明説明(SI ) 圖20係顯示從前附有輔助照明反射型LCD的概电構 成,以及此反射型LCD之光線動向的説明圖。 圖21係顯示上述從前的反射型LCD之光線動向的説明 圖。 主要符號説明 10液晶隔室(反射型液晶元件) 12液晶層 17反射板 18偏光板 _ _ 19充填劑 27反射鏡(聚光手段) 5〇前方照明系統(前方照明裝置) 31異方性散射板(第2導光體.光散射體 異方性散射體) 52全像攝影相片(第2導光體·繞射元件) 53界面(第2出射面) 54導光體(第1導光體) 58界面(第1出射面) 81稜鏡片(光控制手段) 82擴散板(光控制手段) 前方散射體 (請先閱讀背ώ之注意事項再填艿本頁) ,-° 34- 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS ) Α4規格(2)0X29·?公兹)
Claims (1)
- 434447 第871〇3337號專利申請案 De 中文申請專利範圍修正本(89年5月) A8 B8 六、申請專利範圍 L 一種前方照明 經濟部中央櫺準局負工消費合作社印装 I I ΙΓ--- aMTW\X)修正 y ^ ri ^ ^置,係補爽表光源,及將來自光源的 光導向被照明物的導光體,被配置於被照明物的前方 而被使用的前方照明裝置,其特徵為: 上述導光體含有具備:第1導光體射入來自光源的 光線的入射面;及第2導光體朝被照明物射出光線的 出射面; 上述弟1導光禮,將從入射舜射出的光線導向第2 導光體; 上述第2導光體使自第丨導光體導來的光線持續透 過’較之自前述第1導光體的射出方向,以接近上述 射出面的法線方向的方向將光線射出。 2.如申請專利範圍第1項之前方照明裝置 第2導光體係使光散射的光散射體。 3,如申請專利範圍第2項之前方照明裝置 光散射體係前方散射體。 4. 如申請專利範圍第2項之前方照明裝置 光散射體係僅散射由指定的角度入射的光的異方性散 •射體’從第1導光體所射出的光朝向第2導光體入射 的角度範圍的至少一部份,被包含於上述指定的角度 範圍内。 5. 如申請專利範圍第1項之前方照明裝置,其中,上述 第2導光體係使光線繞射的繞射元件。 6. 如申請專利範圍第5項之前方照明裝置,其中,上述 繞射元件係僅將由指定的角度範圍所入射的光線繞 其中,上述 其中,上述 其中,上述 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} ,1T 本紙張尺度逋用中國國家揉準(CNS ) A4规格(210X297公釐 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 w 4 34 44 7 A8 B8 α D8 _ 六、申請專利範圍 射,由導光體所射出的出射光向繞射元件入射的角度 範圍的至少一部份,被包含在上述指定的角度範圍 内。 7. 如申請專利範圍第5項之前方照明裝置,其中,上述 繞射元件係全像全像攝影相片。 8. 如申請專利範圍第1項之前方照明裝置,其中,在光 源與入射面之間,進而具備有限制從光源發出的光線 的擴散角的光線控制手段。 9-如申請專利範圍第1項之前方照明裝置,其中,在第 Ϊ導光體與第2導光體之間,填滿可以緩和這些導光 體之間存在的光學界面處的折射率差之充填劑。 10. 如申請專利範圍第1項之前方照明裝置,其中,進而 具備將來自光源的光線,僅朝向第1導光體的入射面 聚光的聚光手段。 11. —種前方照明裝置,係具備光源以及導光體,被配置 於被照明物的前方而使用的前方照明裝置,其特徵 為: 上述導光體係含有從光源射入光線的入射面,及朝 向被照明物射出光線的第i出射面,及方向相對於第 1出射面的第2出射面的多面體, 具備:若將上述導光體作為第1導光體的話,於上 述第1導光體的第1出射面的外侧,使來自上述第【 出射面的出射光持續透過,與來自上述第1出射面的 出射光比較,以接近第1出射面的法線方向的方向射 __ -2- 張困 gj 家揉準(CNS ) 2丨 们公〇 —---- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) ^ 4 34 4 4 7 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標牟局貝工消費合作社印裝 六、申請專利範圍 出光線的第2導光體, 上述第1及第2出射面係以越遠離入射面間隔越窄 的方式被配置的。 12. 如申請專利範圍第丨丨項之前方照明裝置,其中,若以 α為對於第1出射面之第2出射面的傾斜角,以㊀。為 第2出射面的臨界角’則滿足之不等式。 13. 如申清專利範圍第11項之前方照明裝置,其t,對於 上迷第1出射面之第2出射面的傾斜角被形成為40。 以下。 14. 如申請專利範圍第丨丨項之前方照明裝置,其中,在光 源與入射面之間’進而具備有限制從光源發出的光線 的擴散角的光線控制手段。 15. 如申請專利範圍第11項之前方照明裝置,其中,進而 具備將來自光源的光線,僅朝向導光體的入射面聚光 之聚光手段。 16. —種反射型液晶顯示裝置’其特徵為:具備有反射板 之反射型液晶元件’同時於上述反射型液晶元件的前 面配置申請專利範圍第1項所記載之前方照明裝置„ 17· —種反射型液晶顯示裝置,其特徵為:具備有反射板 疋反射型液晶元件’同時於上述反射型液晶元件的前 面配置申請專利範圍第11項所記載之前方照明裝置。 18.如申請專利範圍第17項之反射型液晶顯示裝置,其 中,於上述前方照明所具備的導光體,對於第1出射 面之第2出射面的傾斜角被形成為1〇。以下。 -3- 本紙張尺度逋用中國國家揉準< CNS ) A4洗格(2丨0X297公釐) ^^1 ^^^1 - - .. m· t. _11 I- I— - - I 1-11 I—-- - ---^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 B8 C8 _____ D8 々、申請專利範圍 19.如申請專利範圍第16項之反射型液晶顯示裝置,其 中,在反射型液晶元件與前方照明裝置之間,填滿可 以缓和存在於上述反射型液晶元件與前方照明裝置之 間的光學界面處之折射率差之充填劑^ 2〇.如申請專利範圍第17項之反射型液晶顯示裝置,其 中’在反射型液晶元件與前方照明裝置之間,填滿可 以緩和存在於上述反射型液晶元件與前方照明裝置之 間的光學界面處之折射率差之充填劑。 21. 如申請專利範圍第18項之反射型液晶顯示裝置,其 中’在反射型液晶元件與前方照明裝置之間,填滿可 以緩和存在於上述反射型液晶元件與前方照明裝置之 間的光學界面處之折射率差之充填劑。 22. 如申請專利範圍第1項之前方照明裝置,其中, 上述第2導光體僅將由指定的角度範園所入射的光 線,將光射出靠近上述法線方向之方向,此外, 自上述第1導光體來之射出光,射入於第2導光體 之角度範圍之至少一部份,包含於上述指定之角度範 圍内。 經濟部中央梯準局貝工消費合作社印«L ^—^1 ^^^1 (n m ml n^i l· in ^^^1 ^^^1 —^ϋ— 1^1-" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本瓦) 23. —種反射型液晶顯示裝置,其中設有具備反射板之反 射型液晶元件,及配置於上述反射型液晶元件之前 方,具備光源以及導光體之前方照明裝置,其特徵 為: 上述導光體係含有從光源射入光線的入射面,及朝 向反射型液晶元件射出光線的第1出射面,及方向相 -4- 本紙承尺度速用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇X2〇7公釐) I 4 34 4 4 A8 B8 C8 D8 、申請專利範固 相 及 配 以 間 对於第1出射面的第2出射面的多面體, 上述第1及第2出射面係以越遠離入射面間隔越窄 的方式被配置, 對於第1出射面之第2出射面的傾斜角被形成為 10°以下。 24. —種反射型液晶顯示裝置,其中設有具備反射板之反 射型液晶元件’及配置於上述反射型液晶元件之前 方,其特徵為: 上述導光體係含有從光源射入光線的入射面,及朝 向反射型液晶元件射出光線的第1出射面,及方向 對於第1出射面的第2出射面的多面體,上述第1 第2出射面係以越遠離入射面間隔越窄的方式被 置, 在反射型液晶元件與前方照明裝置之間,填滿可 缓和存在於上述反射型液晶元件與前方照明裝置之 的光學界面處之折射率差之充填劑。 ^^1 ^^1 ^^1 —^1 —1 ^^1 —^1 I TJ (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾率局貝工消費合作杜印製 本紙張尺度逋用中國國家梂率(CNS > A4規格(2丨0X297公釐)
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