TW588194B - Liquid crystal display device - Google Patents

Description

588194 五、發明說明（1) ^ 【發明背景】 1 ·發明之領域 … 一 本發明係關於一種液晶顯示裝置，尤有關一種液晶顯 S裝置’當使用在一明亮環境下時，對外部光源的利用效 率可獲改善，例如曰光下，週遭有相當多量的反射及散射 先的地方。 2 ·相關技術之描述 圖1 A是一習知液晶顯示裝董的横剖面圖。一液晶顯示 裝置101，是由·· 一液晶單元103 ; 一偏光器1〇4，位於液 晶單元103前表面；一偏光器105，位於液晶單元1〇3的背 表面；以及一反射偏光器107，位於偏光器1〇5的背表面， 所構成。如圖1 B所示，實際上，該反射偏光器丨〇 7上的傳 輸軸是與該偏光器1 〇 5上的傳輸軸相對準。 該液晶單元1 03被建構起來，俾能使一透明電極可設 置於一對透明基板108及109兩者或任一者的内表面上，該 透明基板108及1〇9是藉由密封劑U1接合起來；並且一液 晶層11〇被注入至一空間，該空間是由透明基板1〇8、ι〇9 以及密封劑111所環繞形成。一光照射單元1〇2發射一 到該液晶顯示單元1 0 1的背面。 、 在一種傳輸型的液晶顯示裝置中，具有一光照射 102，設'在該液晶顯示單元1〇1的背面，當觀看的 時’對可視性不利且使其變低，例如 光，在週遭有相當多量的反射及散射光的地方 外部光源會由液晶顯.示單元的表面反射，巾 : 588194

照射單元所發射的光比較起來，無法·被忽略。 為了要減少藉由液晶顯示單元表面所反射的外部光線 量’針對偏光器1 04的表面執行抗反射 reflection ;AR)#等程序，而此動作並不足以減 少反射的外部光線量。因此，需要有效率的利用外部光線 來獲得高亮度，以使得由該液晶顯示裝置的内部不斷反射 出來的光線，與由光照射單元所發射的光一起使用在顯示 畫面上。 “

一沖然而，在上述的習知例中，一外部光源入射在液晶秦 不單元101的前表面，並傳遞過偏光器1〇4、液晶單元1〇3 以及偏光态1 〇 5到達反射偏光器1 〇 7。於此情況下，由於言 反射偏光器107之傳輸軸方向與偏光器1〇5的傳輸軸 同，該外部光線傳遞過反射偏光㈣7而人射到光/身; 元1 0 2上，並被光照射單元丨〇 2的表面所反射。當一呈有1 反射係數的薄板被設置在光照射單元1〇2上，以強由/ 照，單元1〇2表面上所反射的外部光線，#此高效率的= 用外部光線，並且可降低需要由光照射單元1〇2發射的光 ^ ^者’從光照射單元102表面上產生的反射現象，主

度是很難增二 在液曰曰顯不早兀的垂直方向上的項 【發明之概述】 本發明之主要目的是提供 率的利用外部光線，'雖然抑制 一種液晶顯示裝置能夠高效 了光照射單元1〇2發射光線

588194 五、發明說明（3) 的減少量’但當觀看的影像被顯示在明亮的環境下，其可 視性會變高’例如曰光，·在週遭有相當多量的反射及散射 光的地方；以及增強在液晶顯示裝置的垂直方向上的亮 度。

根據本發明第一實施樣態的一種液晶顯示裝置，包 括：兩個透明基板，配置成包夾液晶於其間；一前偏光 器’配置在兩透明基板其中之一且背對液晶的一邊上；一 背偏光器配置在兩透明基板其中另一個且背對液晶的一邊 上’反射偏光器配置在背偏光器背對於另一個透明基板 的一邊上；及一光照射單元配置在反射偏光器背對另一個 透明基板的一邊上；其中該背偏光器與該反射偏光器配置 成能使背偏光器的傳輸軸與反射偏光器的傳輸軸之間的幾 何角大於0。並且等於或小於90。。

根據本發明之第一實施樣態的該液晶顯示裝置，背偏 光器的傳輸軸與反射偏光器的傳輸軸之間的角度被配置成 大於0。並且等於或小於9 0。。因此，一部份入射在液晶顯示 單元上的外部光線被反射偏光器所反射，然後該反射的光 線與從光照射單元發出到該液晶顯示裝置背面的光線一起 用於顯示影像上，藉以達成顯示高亮度的影像。 根據本發明之第二實施樣態的一種液晶顯示裝置，包 括·兩透明基板，配置成包夾液晶於其間；一前偏光器配 置在兩透明基板其中之一且背對液晶的一邊上；一背偏光 器配置在兩透明基板其中另一個且背對液晶的一邊上；一 反射偏光器配置在背，偏光器背對於另一個透明基板的一邊

五、發明說明（4) 上，及一光照射單元配置在反射偏光器背一 基板的-邊上，而且其特徵是將該背偏光器盥 器藉由一擴散黏接材料結合在一起，並允 ^ =偏光 中而擴散。 兀卉先線傳輸過其 根據本發明之第二實施樣態的該液晶顯示裝置，嗲 偏光器與該反射偏光器藉由一擴散黏著材料結合在一 ^尤 因此，入射在液晶顯示單元上的外部光線不僅^於鏡面£反 射而從液晶顯示單元上反射出來，換言之，在與外部光 入射方向的對，方向，也會被擴散而發射，藉此達成在垂 直於液晶顯示單元的方向上顯示一高亮度的影像。 根據本發明之第三實施樣態的一種液晶顯示裝置，包 括：兩透明基板，配置成包夾液晶於其間；一前偏光器配 置在兩透明基板其中之一且背對液晶的一邊上；一背偏光 器配置在兩透明基板其中另一個且背對液晶的一邊上；一 反射偏光器配置在背偏光器背對另一個透明基板的一邊 上；及一光照射單元配置在反射偏光器背對另一個透明基 板=一邊上’而且其特徵是將背偏光器的傳輸軸與反射偏 光益的傳輸轴之間的角度配置成大於〇。並且等於或小於 9 0。’及泫背偏光器與該反射偏光器藉由一擴散黏著材料 結合在一起，並允許光線傳輸過其中而擴散。 根據本發明之第二貫施樣態的該液晶顯示裝置，入射 在液，顯不單元上的外部光線不僅基於鏡面反射而從液晶 顯不單兀上反射出來，換言之，在與外部光線入射方向的 對稱方向上，也會被’擴散黏著材料擴散發射，藉此達成垂 五、發明說明（5) 直於液晶顯示單元的 外，當該入射在液晶 料而擴散時，該入射 擴散的光線。再者， 器的傳輸軸之間的角 故一部份入射在液晶 所反射，然後該反射 顯示裝置的背表面的 顯示高亮度的影像。 方向上也可 顯示單元上 在反射偏光 由於該背偏 度配置成大 顯示單元上 的光線與從 光線一起用 顯示一高亮度的影像。此 3外部光線藉擴散黏著材 器’上的外部光線轉變成被 光器的傳輸軸與反射偏光 於〇。並且等於或小於90。， 的外部光線被反射偏光器 光照射單元發出到該液晶 於顯示影像上，藉以達成 【較佳實施 一根據 2A 、 2B 、 2C 圖2A是 示裝置上橫 兩偏光器之 一邊上，在 上。圖2 C概 液晶顯示單 注意以下， 於其上的一 言’背對於 首先， 上，分別配 例之詳細說明】 本發明之實施例的一種液晶顯示裝置將參照圖 而敛述。 概略k剖面圖，顯示在根據本發明的液晶顯 =過且垂直於基板的剖面情況。圖2B概略顯示 複數偏光軸的關係，該複數極化軸配置於基板 其上=光照射單元被安置於該液晶顯示裝置之 顯卞光知射單元。該液晶顯示裝置包括一 元1以及一光照射單元2，兩者都如以下構造。 對於液晶顯示單元1而言，該光照射單元2被置 ， 即稱為背表面；而對於液晶顯示單元1而 背表面的一邊，即稱為前表面。 士圖2A所示’一液晶單元3的前表面及背表面 置了偏光器4及偏光器5。一反射偏光器7配置

第9頁 588194 五、發明說明（6) ^器5的背表面。在液晶顯示單元1的背表面上，配詈 了 -光照射單元2，用以發射光線至液晶顯示單元】。配置 輸軸之間的:Γ: 一介於偏光器5的傳輸轴與偏光器7的傳 〇。。 勺成何角，被配置於0。到9 0。之範圍中，不包括 合在一 i偏光器5與反射偏光器7使用一擴散黏著材料結 二德4 J 4,以擴散光線傳遞過其中。該複數偏光器可藉: ，政溥板的配置用以擴散一光線並 擴散黏著材料。 ^八T以代替

彼此m光器5與該反射偏光器7的傳輸軸並不安排成 出現在ί部ί二t著反ΐ偏光器7的反射軸的偏光組成， 前 ，原上，5亥光源依序傳輸過液晶顯示單元i的 ^如此，Λ器4、液晶單元3及偏光器5到達反射偏光器 液晶顯干單部光源由反射偏光器7反射出來並且發射至 的利用？；：：前表面。因此，該外部光源可被有效率 器7反射：Λ f著材料或擴散薄板用以擴散由反射偏光 向上，接Λ 部光源’並在垂直於液晶顯示單元1的方 示單元入發射光的組成中。因ι當在液晶顯 時，”卜上’外部光源參與增加影像顯示的亮度 有效率=源僅利用習知構件而不用外加新構件即可被 如上所述’本發明其特徵為： (以於配置在液晶單元之背表面上的偏光器之傳輸軸， & # 4置在偏光器之背表面上的反射偏光器之傳輸軸之門 的成何角’被配置於〇。到90。之範圍中，不包括^輸轴之間

第10頁 588194 五、發明說明（7) (押2 )配&置在液晶單元之背表面上的偏光器以及配置在偏光 器之背表面上的反射偏光器，藉由擴散黏著材料結合一 起，以擴散傳輸於其中的光源，或是藉由配置一擴 用以擴散傳輸於其中的光源。 、狀得极 (3 )介於配置在液晶單元之背表面上的偏光器之傳輸軸·， 以及配置在偏光器之背表面上的反射偏光器之傳輸軸之間 的幾何角，被配置於〇◦到90。之範圍中，不包括〇。；及該偏 光器與反射偏光器是藉使用擴散黏著材料結合在一起，以 擴散傳輸於其中的光源，或是藉由配置一擴散薄板用以 散傳輸於其中的光源。 ^ 本發明隨後將有更詳細之敘述。 如圖2A所示，該液晶顯示單元1，包含：該液晶單元 ，該偏光器，配置在液晶單元3的前表面；該偏光⑸， 在液晶單兀3的背表面；及該反射偏光器7，藉由擴散 ^者材料6結合在偏光器5的背表面。該偏光器4最好在其 :面上先經-加工程序，以減少由其表面反射光線的程 ，，典型的程序是抗反射（anti-reflecti〇n ;AR)程序。 二=所示，該反射偏光器7其特徵為：在反射偏光器7上 輸轴與反射轴實際上是彼此垂直的，並且該反射偏光 ^光線沿著其傳輸軸產生偏光光線並傳輸過其中，同 值=著其反射軸反射一偏光光線。該偏光器5以及該反射 光器7可藉擴散薄板來代替擴散黏著材料而將其結合在 忒擴散黏著材料或擴散薄板的幾何大小是藉海斯比率 588194 五、發明說明（8) C (光傳遞通過該組合材料而被擴散的量）/(光傳遞通過-5亥組合材料的總量））X 100 ; Hayes ratio)表示。與該擴 散黏著材料或擴散薄板相關的海斯比率，在應用於本發明 之中時’較佳範圍在〇 %到1 〇 〇 %之間，不包括〇 %，更佳範圍 在2 0%到8 0%之間。其理由如下。亦即，當海斯比率高的時 候’由光照射單元2所發出的光被擴散因而降低在該液晶 顯示單元1表面上的亮度；當海斯比率低的時候，由反射 偏光器7所反射出來的外部光線被擴散量減少，藉此妨礙 該液晶顯示裝置增加在垂直於液晶顯示單元1方向上的亮 度。 該液晶單元3先被建構起來，俾能使一對透明基板8、 9藉由密封劑11結合在一起，一透明電極配置於透明基板 8、9其中之一的内表面上，及一液晶層1〇注入至由透明基 板8、9以及密封劑11所隔絕出來的空間。該液晶單元可利 用扭轉向列（twisted nematic ;TN)型、橫向電場效應 (inplane switching ; IPS)型、垂直配向（verticai align ’VA)型或是光學補償複折射（〇pticai compensated bend ; 0CB)型而實現。 圖2C顯示光照射單元2的實施例。該光照射單元2包 含· 一發光二極體（light emitting diode ;LED) 12 ; — 導光板14 ; 一集光薄板13，配置在導光板丨4上；一反射薄 板15 ’配置在導光板14之下，並以此裝置發射光源至液晶 顯示單元1的背表面。 根據本發明，如，圖2B所示，該偏光器5與反射偏光器7

5881^4 五、發明I兒明(1〇) ' ' --------- 5又中破的配/在〇°到9〇°之範®巾’不包括，傳遞過該偏光器 方向值“、線包括兩個組成，亦即，一沿著偏光器7之傳輸軸 軸）方光的光線以及一沿著偏光器7之反射軸（垂直於傳輸 照射…向-偏光的光線；前者傳遞過該偏光器7然後入射在光 :处早兀上，而後者被偏光器7所反射並被擴散黏著材料6 擴政然後入射在偏光器5上。 沖-根據本發明的液晶顯示裝置，一部份入射在液晶顯示 :二1、上的外部光線被反射偏光器所反射，此反射的光線 Μ彳之光照射單元發射到達液晶顯示單元背表面的光線一起 用於顯示影像，藉以達成顯示一高亮度的影像。此外，利 用5亥擴散黏著材料使入射在液晶顯示單元上的外部光線不 僅反射在鏡面反射方向，換言之，就是與外部光線入射方 $的對稱方向，也會被擴散而發射，藉此達成在垂直於液 晶顯示單元的方向上顯示一高亮度的影像。

588194 圖式簡單說明 . 圖1 A為一習知液晶顯示裝置的概略橫剖面圖； 圖1 B為指出一偏光器的傳輸軸/反射軸與另一個偏光 器的傳輸軸/反射軸之間關係的略圖； 圖2A為依照本發明之實施例的液晶顯示裝置的概略橫 剖面圖； 圖2B為指出在液晶顯示器裝置上，兩偏光器的偏光軸 之間關係的略圖；及 圖2C為顯示在液晶顯示器裝置上，光照射單元結構之 概略橫剖面圖。 【符號說明】 1〜液晶顯示單元 2〜光照射單元 3〜液晶單元 4〜偏光器 5〜偏光器 6〜擴散黏著材料 7〜反射偏光器 8〜透明基板 9〜透明基板 1 0〜液晶層 11〜密封劑 1 2〜發光二極體 1 3〜集光薄板

588194 圖式簡單說明 1 4〜導光板 1 5〜反射薄板 101 〜液晶顯示 單 102 〜光照射單 元 103 〜液晶單元 104 〜偏光器 105 〜偏光器 107 〜反射偏光 器 108 〜透明基板 109 〜透明基板 110 〜液晶層 111 〜密封劑 IHil

Claims (1)

1. 588194 修正替換4 Π -η 修正 六、申請專利範圍 1 · 一種液晶顯示裝置，包含： 兩透明基板，配置成包爽一液晶於其間； 一前偏光器，配置在該兩透明基板其中之一且背對於 該液晶的一邊上； 一背偏光器，配置在該兩透明基板其中另/個且背對 於該液晶的一邊上； 一反射偏光器，配置在該背偏光器的背對於該兩透明 基板其中另一個的邊上；及 一光照射單元，配置在該反射偏光器背對於該兩透明 基板的其中另一個的邊上； 該背偏光器與該反射偏光器，被配置成俾能使該背偏 光器上的傳輸軸與該反射偏光器上的傳輸軸之間的幾何角 被配置在1 0。到9 0。之範圍中。 2 · 根據申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中 该背偏光器與該反射偏光器藉由一黏著材料而結合在一 起，以擴散一光線並傳遞於其中。 ^ 口 3. 根據申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其 該背偏光器上的傳輸軸與該反射偏光器上的 、 幾何角被配置在1 0°到4 0。之範圍中 $ 4. 根據申請專利範圍第2項之液晶顯示 装 該黏著材料用以擴散-傳遞於其中的光 褒置，其中 光線符合以下公式：20以傳遞通過 材且用以使該 散的量）/(光傳遞通過該黏著材料的跑吾、考材枓而被擴 5. 根據申請專利範圍第i項二vg”°〇^0。 貝之液晶顯示裝置，其中

   之間的

   588194 案號 91115644 年 月 曰 修正 六、申請專利範圍 . 該光照射單元是由一集光薄板、一導光板與一反射薄板依 順序配置組成，順序方向為背離該反射極化器朝向該光照 射單元，並裝配成導引一光線進入該導光板然後對該反射 極化器發射一光線。

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