TW546527B - Display device - Google Patents

Description

546527 A7

令霄明你百關於 ％筑，升巴榷一京> 彳豕_ ’其具有在像"域被提供有電極之―第—基板， 照明“ ’其包括—由具有—面對該顯示面板之出射 複數個末端面之光透明材料所形成之光波導，該 :、 :少-者為光之進入面，而光可被輕合進入該光波導：： 面。 :該影像顯示面板可包括_(於兩基板之間的 掛如-種液晶材料或_種電路材料。其亦可基於靜電 ’菱形之鏡面）。 廷種反射之顯示裝置係用於，例如，可攜式設備如膝上 型（laptop)電腦、行動電話、個人組織器等。為了要節約能 源，光源在足夠環境光線的情況下能夠被關閉是有其必要 的。 本發明亦有關於一種照明系統以適用於此種顯示裝置。 上述類型之顯示裝置係敘述於SID 96 Digest中的 ’’Compact Front Lighting for Reflective Displays”之第 43 至 46頁。此一文件敘述一種光波導，其在遠離影像顯示面板 之第一主要面的區域具有一溝槽結構。該溝槽結構是有必 要的，以將光線轉向至影像顯示面板的方向。這種情形會 產生一個問題，即在不同的表面上會發生菲涅爾反射 (Fresnel reHection)。在相關的例子中，光線於影像顯示面 板之側面上被反射，也在下方的影像顯示面板的正面（偏極 化器、延遲濾波器）被反射。有了這些溝槽結構，所反射的 -4 - 本紙張尺度適用中國®家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 546527 A7 B7

光線產生了莫黑效應（Moire effect)。這種效應也會發生於 其他具有規則分布之平行反射圖形的光波導中。^些可能 是在面對影像顯示面板之第二主要面的區域具有一溝槽2 構的光波導。該光波導亦可能具有整合之反射圖案，例如 在偏極化構件被整合於光波導中時，其中從光源所發射出 的非偏極化光束藉由偏極化而被分離成兩道互相垂直偏極 心光束。這種偏極化分離可藉由，例如，使非偏極化之光 束”、、射在具有反折射係數心之等向性材料與具有折射係數％ 與ne之非等向性材料之間的介面而完成，其中折射係數11。或5 ne係相等或實質上相等於、。當一非偏極化之光束照射於這 種介面時，未經歷任何折射係數差於等向性材料與非等向 性材料之過渡區域的光束係以未反射之形式通過，然而其 他的光束則被反射或折射。 本發明之一目的乃在提供一種針對此問題之解決之道。 因此，根據本發明之一種顯示裝置（與一種光波導）之特徵在 於孩光波導於光路徑具有反射圖案，其中反射圖案至少部 分地於一角度延伸至末端面。 私这溝槽至少部分地於一角度延件至末端面」的詞彙 並不一定要排除平行溝槽的出現。 根據本發明之顯示裝置（與一種光波導）之一第一具體實 施例又特徵在於反射圖案係針對末端面而彎曲。從平行於 該末端面的方向觀之，反射圖案可具有一反覆（iterative)圖 案’例如皺紋圖案。 根據本發明之顯示裝置（與一種光波淨）之一第二具體實 -5- 本紙狀度制巾 546527 A7 _______B7 五、發明説明（3 ) 施例之特徵在於該光波導具有複數個短反射圖案，其係以 任意與不同之方式互相定向。 這種反射圖案不僅明顯減少上述反射所造成之莫黑缺陷 (Moire artefact)，也減少莫黑圖案，其係由於照在顯示面板 内足規則平面上的光反射以及通過光波導而具有平行溝槽 之光的傳輸所造成的干涉現象所導致。值得注意的是，Ep_ A-940 706提供一種上述問題之解決之道（亦即，藉由適當地 選擇溝槽之間的間距）。 本發明之上述與其他方面將藉由參照具體實施例之說明 而更為明白。 本發明係藉由下列參照附圖裡的實例而被說明，但不為 其所限制，其中·· 圖1係為本發明之反射顯示裝置的具體實施例之橫截面 TSt · 圖， 圖2係為圖1所示之裝置所使用的光波導之示意平面圖； 圖3至圖5係為圖1與圖2所示之光波導之變形的示意平面 圖；以及 圖6至圖10係為圖丨與圖2所示之光波導之變形的示意橫 截面圖。 這些圖式係為示意圖，且不依實際尺寸繪製。對應之元 件大致具有相同之參考數字。 圖1與圖2所示意之顯示裝置丨包括一影像顯示面板2與一 照明系統8。 -—- -6- 546527 A7 P__ ___ B7 五、發明説明（5 ) 為了避免光偏離光波導8而不對照明系統之光輸出有所 貝獻，光源12的光係較佳地透過耦合構件丨3，諸如藉由限 制進入光線19對於出射面16與18之角度至15度的楔型光波 導，而被搞合至光波導1 5。此外，對比也因為沒有迷散光 (stray light)而增強了。 在本具體實施例中，光波導15在出射面16上具有複數個 溝槽17。進入光束19因而被反射於影像顯示面板2的方向。 在於;^像顯示面板2的方向反射後，光束19 ’係透過光波 導（在本具體實施例中，由於折射係數之不同而產生的折射 係可考慮忽略不計）而行進，並且到達觀看者2〇。 根據本發明’溝槽（或反射圖案）17至少部分地於一角度 延伸至末端面10。在圖丨與圖2之具體實施例中，這些溝槽 17具有一彎曲之結構。因此達到由於菲涅爾反射所造成之 莫黑圖案實質上可忽略之目的。由於槽溝18亦在一角度延 伸至電極7(以及顯示裝置2之平行圖案），由於干涉現象所造 成之莫黑圖案也被大幅減少。為了完整之故，光源丨2之位 置係示意地被顯示於圖2之平面圖中。 在圖3所示之裝置中，彎曲之結構係週期性地被重複。 本圖式中的參考數字代表與圖2所示相同之元件。 在圖4之裝置中，溝槽結構具有複數個溝槽17,其具有 不同的長度並且在不同的角度延伸至末端面1〇(其長度與角 度在光波導之尺寸與相對於末端面10之最大角度的限制内 被隨機選擇）。 在圖5之裝置中，溝槽結構具有複數個溝槽17，其具有 -8 - 仁紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210 X 297公釐） 裝…： •訂· 546527 A7 B7 五、發明説明（6 ) 對應至末端面1〇(其角度在相對於末端面1〇之最大角度的限 制内被隨機選擇）之不同角度。這些溝槽實質上延伸於光波 導之整個寬度（或者，如有必要，延伸於旋轉9〇度之配置的 長度）。在圖5與圖6中，以平行於末端面10之方式延伸的溝 槽也可能出現。描述溝槽「至少部分地於一角度延伸至末 端面」的詞彙並不一定要排除這種平行溝槽的出現。其參 考數字亦代表與圖2所示相同之元件。 為了充分地利用在末端面10折射之後來自光源的光線19 ’溝槽與此末4面10之間的角度係較佳地小於一給定之最 大值。此最大值亦取決於光波導所使用之材料的折射係數 。當使用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)時，該角度會較佳地被 選擇小於48度，並且在使用聚碳酸酯時，該角度會較佳地 被選擇小於50度。 溝槽可以用不同的方式加以實現。圖6即顯示一種具有 窄溝槽17的結構，而圖7之結構則擁有較寬之溝槽17。在圖 8之裝置中’溝槽圖案17係藉由給定出射面16而獲得，其從 橫截面的角度來看係為一鋸齒狀。 在本發明的領域内之各種變化是為可能的。舉例而言， 溝槽結構17可以可選擇地出現在面對影像顯示面板2之光波 導15的出射面16上，如圖9所示。 圖像電極6並不需要為光反射者。在另一具體實施例中 ，其係被用來作為光穿透之氧化銦錫（1丁0)電極，而且在這 些電極之間配置有一鏡子。 在另一具體實施例中，光波導係基於在兩種具有不同之 -9- ^紙張尺度適用中酬標準A4規格(21GX297公聲） ' 一'

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 S2· 5465茨_102478號專利申請案 中文申請專利華圍替換本(92年2月） 、不請專利範圍 1· 一種顯示裝置，包括一影像顯示面板，其具有在像素區 域被提供有電極之一第一基板，以及一照明系統，其包 括一由具有一面對該顯示面板之出射面與複數個末端面 之光透明材料所形成之光波導’該末端面之至少一者為 光之進入面，而光可被耦合進入光波導之該末端面，該 顯示裝置之特徵在於該光波導於光路徑具有反射圖案， 其中反射圖案至少部分地於一角度延伸至末端面。 2.如申請專利範圍第丨項之顯示裝置’其中在於該影像顯示 面板具有一第二光穿透基板與一電光材料於該兩基板之 間。 j ·如申凊專利範圍第1項或第2項之顯示裝置，其中在於該 反射圖案相對於該末端面係為彎曲者。 4·如申請專利範圍第3項之顯示裝置，其中在於，以平行該 末端面之方向觀之，該反射圖案具有一種重覆圖案。 5. 如申請專利範圍第1項或第2項之顯示裝置，其中在於該 光波導具有複數個短反射圖案’其係以任意與不同方式 互相定向。 6. 如申請專利範圍第1項或第2項之顯示裝置，其中在於該 相對應於該末端面之角度最多為50度。 7·如申請專利範圍第1項或第2項之顯示裝置，其中在於該 反射圖案在該光波導之主要面上具有溝槽圖案。 8· 一種照明裝置，其包括一由具有一出射面與複數個末端 面之光透明材料所形成之光波導’遠未端面之至少一者 為光之進入面，而光可被耦合進入光波導之該末端面， 本紙張尺度適用中國國家標準(CMS) A4規格(210X297公釐) 546527 8 8 8 8 A B c D 々、申請專利範圍 該顯示裝置之特徵在於該光波導於光路徑具有反射圖 案，其中反射圖案至少部分地於一角度延伸至末端面。 9. 如申請專利範圍第8項之照明裝置，其中在於該反射圖案 相對於該末端面係為彎曲者。 10. 如申請專利範圍第8項之照明裝置，其中在於該光波導具 有複數個短反射圖案，其係以任意與不同方式互相定 向。 11. 如申請專利範圍第8項之照明裝置，其中在於該反射圖案 在該光波導之主要面上具有溝槽圖案。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)