TWI259307B - Liquid-crystal display device - Google Patents

Description

1259307 五、發明說明α) 發明之背景 1. 發明之領域 本發明係關於一種光利用效率優異且提供可容易看見明 党顯不的液晶顯不裝置。 本申請案係以曰本專利申請案No. He i. 1 1 - 1 434 9 5為基 礎，且將其併入本文為參考資料。 2. 相關技藝之說明 有人研究使用於反射及透射模式兩者中之液晶顯示裝 置，以致裝置可經由加入照明器，同時廣泛利用低功率消 耗之反射型液晶顯示裝置之優點，而利用透射型液晶顯示 裝置在暗處等等以視覺識別。舉例來說，已有人提出使用 半透射型反射板之液晶顯示裝置，將使用於透射型液晶顯 示裝置中之背光在液晶單元之視覺識別侧上設置為前光之 液晶顯示裝k等等。 然而，利用此一半透射型反射板之系統具有由於光被半 鏡面效應分成反射及透射光，因而在任一模式中之系統的 亮度較專用的反射或透射型裝置差的缺點。考慮到此缺 點，而有人提出經由使用反射極化器使偏光選擇性地反 射，以致反射比及透射率之總和可超過1 0 0 %而進行改良。 然而，在透射模式中有由於被為防止在反射及透射之間之 顯示逆轉及強調黑色顯示而設置之吸光器吸收，因而光利 用效率降至不高於5 0 %，且在傍晚的微光中，在任一模式 中之顯示難以看見的問題。 另一方面，由於光到達液晶單元等等，並再回來，因而

89110014.ptd 第5頁 1259307 五、發明說明（2) W光系統有在透射 晶顯示裝置暗的問 上之污染物明顯成 表面的洩漏而降低 曼之概述 才果式中易使顯示變 題。因此，對光管 為π點，且顯示對 得較一般之透射型液 所造成的傷害或在其 比由於光自光管之上 ^發明之一目的為發展在反射及透射模式兩者中之亮度 及=度均勻度優異，且不會發生顯示逆轉，由於漏光所致

之降低對比’及眩光之視覺感受之具良好視覺識別的液晶 顯示裝置。 根據本發明，提供一種液晶顯示裝置，其包括：光管， ^具有形成於光管之上表面的光輸出構件；設置在靠近光 盲之入射侧面的光源，以使自光源入射於光管之光自光管 之下表面透過光輸出構件傳送；設置於光管之下表面，以 使輸出光之反射光透射通過上表面之反射層；具有極化維 持特性的光擴散層；及透過光擴散層而設置於光管之上表 面的液晶光閘，此液晶光閘包括液晶單元及至少一個極化 板0

根據本發明，提供一種將光管及極化維持光擴散層設置 於反射層與液晶單元之間的結構。在反射模式中之光利用 效率$降低不多於由於光管及光擴散層所致的吸收損耗、 反射抽耗等等。由於光擴散層所致之極化度的降低亦輕 U。結果’可在反射模式中獲致大約相當於背景技藝反射 型液晶顯示裝置的亮度。此外，可在透射模式中達到完全 不遜於背景技藝透射型液晶顯示裝置的亮度。此外，在反

1259307 五、發明說明（3) 射與透射之間不會發生顯示逆轉。 低 異 此外，不會發生由於自光管之漏光所造成之對比的降 。藉由擴散通過光擴散層的作用，顯示的亮度均勻产停 齐。同時，由亮線形之光發射及金屬反射所造成之眩=二 視覺感受到抑制。此外，形成於光管上之光輸出構件上的 顯示内影像減弱，以致可防止看到光輸出構件的圖社 果，可製得具良好視覺識別性質的液晶顯示裝置。 … 此外，可經由在光管之上表面上提供光輸出構件，而使 綱式中之光！中的光路徑延長。因此，光的散佈加 見，以致可放鬆壳線的強度。此有效地作用於 亮度之均勻度上，以致可將=層 物而與*管接觸及與其形成為一體。以* = 維護的觀點來看’如將此種光輸出構件 上，則必需個別提供獨立的反射板。姓二^:表面 增加，及反射柘之钟罢η… 、、’口果’由於零件數目 ^ ^ 口又和固疋，因而裝置的結構複雜化 結果，有由於需要厚的支承物，以防 ，^化。 成=示錯亂，因而裝置之重量變重的缺點。敏招所造 構件之光管的情況中，MU::::;::之光輪出 別的光，以致可得到更:：：：：射以：利於視覺識 模式藉由光利用效率及均勺产文率。因此，在反射 勺勾度優異的光發射，亦可得到更 第7頁 89ll〇014ptd 1259307

明党的 由於前 由於眩 如前 則等等 射，因 難以看 式中散 獻，因 看見而 射光及 中得到 顯示。 述方向 光所致 所述， 之光管 此在透 見。如 射，以 而顯示 設置強 其反射 黑暗的 ，-I…，…ΓΚ π 5又且叨口j抑制 性所致之波動光栅的產生，以致可防止 之視覺識別的抑制。 生 tΐ ΐ射Ξ光輸出構件諸如點、壓花不規 ^ 輸出光係在約60度之大角度下發 之顯示暗，且在前方(垂直）方向中 2 :先路徑而設置稜鏡片，則光在反射模 爲…於t 4分的光皆未對視覺識別產生貢、 =得非常暗。如為防止點等等被太過清楚地 擴散性質的擴散層，則由於來自反射層之入 光在反射模式中亦被散射，因而在反射模 顯示。 、工 本發明之4寸色及優點當可由以下結合附圖說明之較 體例的詳細說明而更加明白。 ^

較佳具體例之％ 說曰I ，據本發明之液晶顯示裝置包括：《管，其具有形成於 光管之上表面的光輸出構件；設置在靠近光管之入射侧面 的光源，以使自光源入射於光管之光自光管之下表面透過 光輸出構件傳送；設置於光管之下表面，以使輸出光之反 射光透射通過上表面之反射層；具有極化維持特性的光擴 散層，及透過光擴散層而設置於光管之上表面的液晶光 閘’此液晶光閘包括液晶單元及至少一個極化板。可將根 據本發明之液晶顯示裝置使用於反射及透射模式兩者中較 佳0

89110014.ptd 1259307 圖1顯示乂、、 光營；11係指示夜^\頒不I置之—實例。元件編號1係指示 係指示光源；3 ^、t _形成光輸出構件之光管的上表面；2 的光擴散層；5係^二反射層；4係指示具有極化維持特性 化溥膜）；及52係^ : : : ί閑’ 51及53係指示極化板（極 如圖1所說明，、私不液日日早元。 表面12，及由在上使用具有上表面Π ，與上表面相對之下 之板狀材料作為也，下表面之間之側面構成之入射側面i 3 上之光自下表面ί:形=使入射於入射側面 送。 、上表面11上之光輸出構件而傳 光管可為如圖！戶斤說明之均勾 射側面13相對之相對端“的厚度設又為/入可為將與入 的類型。降低相對端之厚产 ^ ^射側面之厚度小 侧面上之光朝向上表面之氺於^ -里、改良入射於入射 利。 上表面之先輸出構件之效率等等而言有 設於光管之上表面上的光輸出構件可 W皙的谪當元件播士 士、未 丨$ I ί見月ij述輸出 ϋ貝的週田兀仵構成。由透過反射層而 昱之昭明光的觀點來看，釔^ 】則方方向性i

/、之…、5尤1硯；不看車父佳的光輸出構件你1亡而料A 射側面之斜面者，尤其係由似i ^ 、 出構件。 板鏡不規則體所構成的光輸 雖然前述的似棱鏡^規則體可由具有等邊表 突起物 4目亡π i AI i 來看，似稜鏡不 規則係由各具有短邊及長邊表面的突起物或 佳。圖2顯示似棱鏡不規則體之一例子。冓成 J ^ 70件編號1 1 a係指

89110014.ptd 1259307 五、發明說明（β) 不短邊表及llb係指示長邊表面。 由達成刖述性質諸如前方方向生^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 的光輸出構件，係由夂mt规义看為較佳 35至45度之傾斜角傾铋夕斜而R r π十曲以自 斜之平面之二 及以不大於10度之角度傾 j之千面之不規則的重複結構所構成。尤其，如圖2所 I夂ί L出Ϊ件係由似稜鏡不規則體之重複結構所構成， 其各具有相對於下表面12之參考平面12a以自35至45产之 傾斜角自入射側面13朝相對端14向下傾斜之短邊表面又 3(θ!)及相對於相同的參考平面12a，以自〇至1〇度， 不包括0度之傾斜角傾斜的長邊表面丨丨b ( 0 2)。 、在以上的說明中，經形成為自入射侧面朝相對端向下傾 斜之斜面的短邊表面11 a扮演使在來自入射側面之入射光 之中之入射於短邊表面上之光反射，因而將反射光供應至 下表面（反射層）的角色。在此情況中，將短邊表面之傾斜 角心設為在自35至45度之範圍使透射光可充分地垂直於 下表面反射，如由圖3中之多邊直線箭頭所示。結果，可 有效率地透過反射層3而得到正面方向性優異的輸出光（照 明光）。 考慮到根據思奈爾（S n e 1 1 )折射定律，對於例如，1. 5之 折射率’在光管内部透射之光之内部全反射的條件一般為 ±41.8度，由前述正面方向性等等的觀點來看，短邊表面 之較佳的傾斜角Θ丨係在自38至44度之範圍内，尤其係在 自40至43度之範圍内。 另一方面，長邊表面之目的在於使被短邊表面所反射及

89110014.ptd 1259307 五、發明說明（7) 經由反射層3而逆轉之来播 示，及其目的在於在反射模式如圖3中之多邊直線箭頭所 射層3而反射之光透射，如圖;，外部光，及使經由反 此觀點來看，冑長邊表面相 ：邊直線箭頭所示。由 傾斜角θ2設為不大於1〇度較、表面之爹考平面1^的 則由於折射所致之光路徑的度， 強度降低，而不利於顯#。化…導致在正向中之光 附帶一提，可將長邊表面之傾斜“2設為〇度(水平平 上之透射光反射以供應至短邊：面日」·使：：於長邊表面 顯示。由提高在正向中之光η:方向性，而有利於 f上氺丢旦、真主二 九強度透射光之瞄準等等的觀 看’“表面之較佳的傾斜角02不大 ： 不大於5度。 U糸 由功能等等之觀點來看之較佳的長邊表面，將光 邊表面設成使在長邊表面之傾斜角心之間的差里在整' 光管之範圍設在5度之内，尤其係在4度之内’特別係在3 度之内，及在相鄰長邊表面之傾斜角Θ 2之間的差異設為 在1度之内，尤其係在〇· 3度之内，特別係在〇·丨度之内 前述在傾斜角心之間的差異係在各長邊表面^傾斜角 如前所述不大於10度之前提下所設定。換言之，前提為— 此一小的傾斜角0 2設為在許可範圍内，以抑制在光經由將 長邊表面透射時，由折射所造成之顯示影像的偏差。其 的在於在接近垂直方向的方向中設定一觀察點，以致缝9 89110014.ptd 第11頁 1259307 -—---- 五、發明說明（8) 此：置的最佳視覺識別方向不改變。 -衫像之效率優異的裝置較可得 :液:早凡傳迗减 下表面之：；平棱鏡不規則體’以致各長邊表面於 別係不小icr此v?佳甬，尤其係不小於10倍，特 -影，可透射通過長邊表面。。夜…之大部分的顯 於：當，過液晶單元之顯示影像被透射時，入射 面傳影像被反射至入射側面，…上表 射通過長於短邊表面上之顯示影像對透 长遠表面之顯不影像的影響極小。 因此’就此而論’短邊表面不相對於液 面 _ ,且"7在接近垂直方向之方向中通過長邊表 一、頭不影像幾乎無法看到。因此，由防止此一不自铁 =由於缺少顯示光之透射而產生等等的觀點來看，使:售、 二面與像兀的重疊面積降低，以獲致透射通過長邊 光之充分的透射率較佳。 又之 液晶單7L之像元節距一般係在自i 〇 〇至3 〇 〇微米之範圍 内考慮别述之要點，似稜鏡不規則之可形成性等等， 紐邊表面形成為使各短邊表面在下表面之參考平面上的投 第12頁 _0014.ptd 1259307 五、發明說明（9) ----- 影寬度不大於4 0微来勒；社 士、甘# + y 风本竿乂佳，尤其係在自i至2 〇微米之範圍 内’特別係在自3至1 5微米之範圍内。 附帶-提’隨各短邊表面之投影寬度的減小，將需要更 高級的技術於形成短邊表面。、结果，t各㈣鏡不規則之 頂點變圓’以致曲率半徑不小於預定值時，會出現散射效 ，而導致顯示影像雜亂等等。此外，亦由一般設為約20 微米之螢光官之相干長度（coherence length)等等的觀點 來看，當各短邊表面之投影寬度減小時，有易發生繞射等 等以致顯示品質降低的傾向。 雖然由箣述要點來看，在短邊表面之間的間隔甚大較 佳’但由於短邊表面實質上係提供作為具有傳送入射於侧 面上之光之功能的部分，因而當間隔太大時，在點亮時的 照明可能變得更為不足，而仍將產生不自然的顯示。考慮 此等要點’舉例來說，將如圖2所示之似棱鏡不規則體的 重複節距P設為在自5 0微米至1 · 5毫米之範圍内較佳。 附帶一提’似稜鏡不規則之重複節距可相當不規則，以 提供為無規節距、預定數目之節距單元的無規或規則組合 等等。一般而言，由防止發生波動光栅之對策，改良對於 似稜鏡不規則體之圖型之視覺感之外部外觀的觀點來看， 節距為定值較佳。 在由似棱鏡不規則體構成光輸出構件之情況中，可能會 由於液晶單元之像元的干擾而發生波動光栅。雖然可經由 控制似棱鏡不規則之節距而防止波動光柵，但似稜鏡不規 則之節距必需在如前所述的較佳範圍内。因此，不管節距

89110014.ptd 第13頁 1259307 五、發明說明（10) 範圍而防止發生波動光柵之對策成為一項討論主題。 根據本發明，可使用將似稜鏡不規則體形成為相對於入 射侧面之苓考平面傾斜，以致可將似稜鏡不規則體設置成 與像兀相交，因而防止發生波動光柵之方法較佳。在此情 況中，如傾斜角太大，則在經由短邊表面之反射中會發生 偏向。結果，輸出光之方向大大地偏向，以致在光管之光 透射方向中之發射光強度的各向異性變大。結果，光利用 效率亦降低，且此易使顯示品質降低。 由此觀點來看，希望似稜鏡不規則體相對於入射側面之 茶考平面的設置方向，即在似棱鏡不規則體之稜線方向中 的傾斜角，在± 3 5度内，以在± 3 0度内較佳，在± 2 5度内 更佳。附帶一提，符號「土」係指參照於入射侧面之傾斜 方向。當液晶單元之解析度過低，以致不會發生波動光拇 或其可以忽略時，當似稜鏡不規則體之設置方向與入射側 面更為平行時，可得到較佳的結果。 可將任何適當的形態應用至如前所述的光管。此外，合 將光管形成為如同模狀物專專時，可適當地決定光管的开^ 狀，且可將任何適當的表面形狀諸如直線表面、曲線表面 等等，應用至光管。此外，可將構成光輸出構件及各似棱 鏡不規則之斜面以任何表面形態形成，諸如直線表面、折 射表面、曲線表面等等。 此外，似稜鏡不規則體可由除節距之外，在形狀等等上 不同之不規則的組合所構成。此外，可將似棱鏡不規則^ 形成為一系列具有連續棱線之突起物或凹處，气可升彡成

1259307 五、發明說明（Π) 在預定節距間隔下 凹處。 連、，地設置於稜向之間歇的突起物或 而係可適當地決^ ^射侧面的各別形狀不需作特別限制， 垂直於下表面之^ ^般將此等表面提供為平的下表面及 部周圍等等而形成為側面。可將入射侧面相對於光源之外 到光入射效率的改f i例如，内凹的彎曲形狀等等，以達 與光源之間之前導八匕外可提供具有插置於入射侧面 可根據光源之形狀^ =的入射侧面結構。前導部分之形狀 光管可由根據ϊ 當地決定。 材料製成。使用於可J，範圍而展現透明度的任何適當 ，、’例如，以两烯酸系樹=圍之材料的例子包括透明樹 錐:,表；·場；#等。‘用：碳酸醋樹脂、環氧樹脂等 又ί ί材料製成的光管i佳未展現雙折射或展現輕微 Z等的觀點來看ΐ ί 2 :適當方法形成。由大量生產 =於可形成預定形狀：c子為：在熱塑性樹脂 2樹脂之方法；料形成；士之狀態下將形狀轉移至熱 性树脂或藉由熱或藉由溶劑、0形狀之模具填充熱熔熱塑 可形成預定形狀之模具填充〜體化之樹脂的方法；於將 等聚合之液態樹脂之後，或二用熱、紫外光線、輻射等 後進行聚合程序之方法等等。、f液態樹脂鑄塑於模具中之 附帶一提，可將光管形成為 料製成之零件的層合物，諸如由一種材料或不同種類之材 D，比方說，具有光透射之作 89110014.ptd 苐15 Μ 1259307 五、發明說明（12) 用之光導部分與具有形成於其上之 · ' "〜 如似稜鏡不規則體等等之片材的層=輸出構件（上表面）諸 導部分。換言之，不需將光管形成^物。將片材黏合至光 整體單層本體。 、由一種材料所構成的 光管之厚度可以光管之尺寸、光源、之 ^ 根據使用目的而適當地決定。以其 寸等等為基礎， 於形成液晶顯示裝置等等之光管的—射側面為基礎，使用 米，尤其係在自O.m毫米之範圍：般亳 毫米之範圍内。 特別係在自0.3至2 根據Θ述的光管，來自上及下表面之入射光有效地通過 下或上表面。因此，使用此光管可形成各種裝置，諸如液 晶顯示裝置’其可使用於反射及透射模式兩者中，且由於 在附著反射層之前，提供由 看為較佳的光管，以致在上及 尤其係自下表面至上表面之垂 低於90%，尤其係不低於92%， 不高於3 0 %，尤其係不高於1 5 % 達成明亮顯示等等之觀點來 下表面之方向中的入射光， 直入射光的總光線透射率不 特別係不低於95%，且霧度 ’特別係不南於1 0 %。 由光管準確目苗準的光係在有利於視覺識別之垂直性優異的 方向中輸出，以致可有效率地利用自光源發射之光，因而 其明亮、易看、及低電源消耗優異。 在使用於反射及透射模式兩者中之液晶顯示裝置中，反 射層的設置對在反射模式中達成顯示為重要因素。根據本 發明，如圖1所示將反射層設置於光管之下表面1 2上。雖 然可將反射層3設置為與光管之下表面分開，但由防止反

89110014.ptd 第16頁 1259307 五、發明說明（13) 射影像之由扭 示裝置之效率 觸，以與下表 反射層可由 材料之例子為 銅、錫、鋅、 樹脂的塗布層 法、濺鍍法等 玻璃或樹脂薄 層的反射片材 等。 設置以放鬆 良顯示均勻度 生擴散反射。 以平均擴散角 圍内較佳，但 藝利用適當的 使前述反射 成為一體之程 諸如黏性層、 述塗布或沈積 在此情況中， 點來看，利用 可使用前述的 曲所引 等等的 面成為 根據背 :浸潰 銦、鈀 ，利用 等沈積 膜等等 ; 及由 發之 觀點 一體 景技 局反 、鉑 適當 之前 之基 金屬 雜亂、依據整體操作組合液晶顯 來看，使反射層3與下表面接 較佳，如圖1所示。 藝之適當材料製成。尤其，較佳 射比金屬諸如銘、銀、金、絡、 等等、或其合金之粉末之黏合劑 的薄膜形成方法諸如真空蒸發 述金屬或介電多層薄膜之層；由 礎材料所支承之前述塗布或沈積 箔或輥製金屬片製成的反射層等 亮線強度為 等等之觀點 由於大大降 而言’將擴 並不限定於 方法形成， 層與光管之 序可利用適 另一黏著劑 層直接形成 由防止反射 塗布保護反 反射片材等 基礎’由防 來看為較佳 低前述之光 散強度設為 此。擴散型 諸如反射表 下表面接觸 當方法進行 層等等作為 於光管之下 表面之傷害 射層之外表 等較佳。根 止發生波動光柵、改 的反射層，以致可發 方向性並不利，因而 在自約5至1 5度之範 反射層可根據背景技 面粗加工方法等等。 ，以使反射層與光管 ，諸如使用黏著構件 媒介物之方法，將前 表面上之方法等等。 、氧化降解等等之觀 面較佳。就此而論， 據反射片材7前述的

89110014.ptd 第17頁 膜基礎材料之粗化表面等等而容易 反射層或其支承基礎材料 方法進行，諸如使用壓花 面形狀之類型的機械或化 的顆粒，諸如可為導電性 氧化錯、氧化錫、氧化 顆粒，交聯或未交聯聚合 金布浸潰層之方法等等。 置日守，如圖1所示將光源2 、，以使光源2提供作為侧光 料作為光源。可使用之材 ，源諸如（冷或熱）陰極管 等，以直線、平面等等設 源轉變為規則間隔或不規 光源；等等。 源’以可在透射模式中進 /關的光源，因為在反射 ^ 可使用任何方法作為 二種背景技藝的方法。附 B ’以致光管可以具有光 之表面粗 、擦光或 學加工方 之氧化 銦、氧化 物等等之 設置在罪 型之背 料的例子 等等；點 置之點光 則間隔線 行視覺識 模式中之 開/關光 帶一提， 源之光管 輔可將光源以組合體提供，其中視 助構件諸如用於包圍光源的光源 1259307 五、發明說明（14) 擴散型反射層矸透過涛 地形成。 附帶一提，將前述之 加工之處理可利用適當 轉移金屬模具之粗链表 法，將反射層浸潰適當 矽、氧化鋁、二氧化鈦 鎘、氧化銻等等的無機 有機顆粒等等之方法， 當要形成液晶顯示裝 近光管1之入射侧面1 3， 光。可使用任何適當材 為以下材料較佳：線性 光源諸如發光二極體等 源的陣列；使用將點光 性光發射狀態之系統的 根據本發明，提供光 別。因此，提供可以開 視覺識別不需將光源打 源之方法。可使用任何 可預先將光源安裝至光 的形態設置。 為形成液晶顯示裝置 情況需要而設置適當的 Η 89110014.ptd

1259307 五、發明說明（15) 夾具，以將散射光自光源2弓丨^ 5 $ 丨夺主光官1之入射侧面1 3。一 般將附著有高反射比金屬薄臈之樹脂片材、金屬落等等， 使用作為光源夾具。當透過黏著劑等等而將光源夾具黏合 至光管之端部分時，< 省略在勸㈣部分中形成光輸出構 件。 附f 一 k，如圖1所示，液晶顯示裝置一般係經由視情 況需要適當地組合設有透明電極（未示於圖中）以作為液晶 光閘用之液晶單元5 2，附著至液晶單元5 2之驅動裝置；極 化板5 1及5 3、背光1及2、反射層3及組成零件諸如補償相 差板等等而形成。在此情況中，根據本發明，如圖1所 示，將具有極化維持特性之光擴散層4設置於光管1與液晶 光閘5之間。 設置光擴散層之目的在於使自光管傳送之光及在透射模 式和反射模式兩者中之外部光擴散，以使光發射均勻，而 改良視覺識別性質等等。尤其，根據本發明，具有使入射 於光輸出構件之側面上之光朝下表面側反射之作用之由光 管之光輸出構件之短邊表面等等所構成之前述的斜面部分 並不會傳送自上表面反射於下表面上之光。此外，在透射 模式中可能會產生漏光，以致可能會在視覺識別之角度下 產生亮線及暗線。在此情況中，光輸出構件之圖型變得明 顯可見，而會傷害顯示品質。因此，光擴散層之設置可有 效放鬆亮線及暗線，以使亮暗之間的差異勻和，因而防止 圖型變得可見。此外，使受暗之間的差異勻和亦可有效防 止發生波動光柵，及抑制由金屬反射所造成之眩光的視覺

89110014.ptd 第19頁 1259307 五、發明説明（16) 感受。 在以上的說明中，根據本發明，將用於使偏光擴散，同 時儘可能充分地維持光之極化狀態之具有極化維持特性之 層使用作為光擴散層。其目的在於防止亮度及顯示品質降 低。換言之，當如圖1所示將極化板5 3設置於液晶單元5 2 之視覺識別为面上時，在反射核式中線性偏光透過極化板 53而入射於光擴散層4上，同時經由反射層3而反射之光透 射通過極化板5 3。如在此情況中將線性偏光消除，則會發 生由於極化板5 3所致之吸收損耗，以致亮度及顯示品質兩 者降低。 可加入使在前述預定狀態中極化之光選擇性地反射，以 致反射比及透射率之總和可超過1 〇 〇 %之反射極化器等等， 以致利用透過反射極化器而線性或圓形極化之光達成顯 示。在此情況中，當例如將反射極化器提供為使用圓形偏 光之系統時，如光之極化狀態經由光擴散層而改變， 無法顯示黑色的問題。 、 可將可維持光之 粒、分散透明顆粒 泡等等之可透射光 劑之程序所產生之 的樹脂層等等，使 透光度優異，且具 散力的層較佳。 極化狀態之適當的層 、經由溶劑之快速蒸 的樹脂層；具有由機 微裂紋或表面微細粗 用作為極化維持光擴 有儘可能不消除光之 ，諸如含有分散珠 發而產生之分散氣 械處理或由使用溶 糙結構之可透射光 散層。尤其，使用 極化特性之此種擴

1259307 五、發明說明（17) 造成之漏，的透射率不高於2%較佳，《其係不高於 特別係不咼於1. 5 %，例如，徒帛^ $ > · 〇， w如便用汉置於正交尼科耳耪曰 (Cr0SSed-NiC0l)*之稜鏡極化器等等’以 曰曰 射於設置在稜鏡極化器之間的光擴散層上。另一方偏先入 利用整合球體之總光線透射率而二 以 亦座Λ 革，光擴散層之較佳的透 光率不低於3 〇 % ’尤宜^ & & m 、、„兀/、係不低於85%，特別係不低於90%。 而”的才u:般係由雙折射及多重散射所造成，因 ::述=化維持光擴散層可例如，、經由儘可能地降低雙 折射’尤其係使相差降至X 士你q π古 一 Φ ^ 4. ^ ,, AT 不大於3 0笔彳政米，使在光線軌跡 中之政射-人數的平均數目卩条彳氏望莖 ^ ^ , 曰呻低寺4而達成。就此而論，可 方便地將極化維持光擴散層製成為如前所述之含有分散透 之可透射光的樹脂層等粗糙結構為其表面 ::適2可透射光之材料使用作為前述的可透射光之 層。尤其，由降低雙折射的觀點來看，可使用極少雙 各向同性材料，諸如三乙酿基纖維素樹脂、聚 甲基㈣酸甲醋、聚碳酸酿或去甲其烯樹脂較佳。 沾f, t面’ &含於可透射光之樹脂層中之分散透明顆粗 ,,^ 乳化石夕、玻璃、氧化鋁、二氧化 鈦、氧化錯、氧化錫、氧彳卜相 ^ ^ 德叫4 L化銦、虱化鎘、氧化銻等等的無 枝被細顆粒；交聯或未交聯平人你41 聚丙烯腈、聚㉟、環氧；：：：堵如丙稀酸系聚合 T月日二來氰胺樹脂、胺基甲酸s曰 樹脂、聚碳酸酯、聚苯乙熵、取访& w 妝签7 ^ 佈、聚矽虱樹脂、苯胍胺、三聚 鼠胺—本胍胺縮合物及笨胍胺—ψ 月女甲終'%§合物之有機微細顆棘

1259307 五、發明說明（18) 等等。 可使用一種或兩種以上的透明 光之擴散、擴散均句度等等的觀:：善在；明顆粒中’由 之範圍内的賴粒大小為較佳。另〜^ 自1至2 0微米 形狀可隨意選擇。一般係將（直面;t透明顆粒之顆敉 等等使用作為顆粒形狀。尤其、，、球體的二次聚集艨 看，可使用透明顆粒對光學各向：m特性之觀點來 含有此種顆粒之光擴散層以較佳… 擠塑成型之方法；自樹脂溶液合物將片材0 β _ μ鉍笙犛及# π1 或早體及透明顆粒之混合物 銥塑片材4寻及右須要進行聚合程方 明顆粒之樹脂溶液塗布於預定# ，或將3有 土 V 7、于貝疋表面、極化維持薄等 的方法。因此，可透射光之樹脂層可=層％ 法；；微；為其表面之光擴散層可利 二之方法；或在片材之】：=之知"曰之片材表面粗如 之材料層U法。 、上Μ具有突起物之可透射光 由光之擴散、擴散均择楚榮上/_ 散層之表面上的微細粗=來看，前述在光擴 長及不大於100微米之/、有不小於入射光之波 值。附帶-提，為形成度右的#無環不規則所構成較 成别述3有透明顆粒之類型或具有表

891100^4.Ptci 第22頁 1259307 五、發明說明（19) 面微細粗糙結構之類型的光擴 可能充分地抑.心 可：：：：光彈性及取向的增加為特佳。 晶光間，尤光；！層設置，管與液 層時，光擴散層可相同或可不同，；：J，多個光擴散 與相鄰的部匕=政相鄰的部分緊密接觸，以 以可容易地與::的:分::僅:Ϊ!:鄰：：：之上， “覺識”面上具有極化板53^，B0^一5 Ϊ::上。或可將兩個極化維持光擴散層4設置於極化板53 說，以液ί = : = : J無；：：限制。舉例來 ΐ元疋單元諸如_單曰元或非扭轉型液晶 (ferr , ”、、. guest host)型液晶單元或強誘電性 ectrlc)液晶型液晶單元等等之適當的單元。此 去的方法並無特殊之限制。舉例來說，可使用適 田々焉動方法，诸如主動矩陣方法、被動矩陣方法等等。 :外，可使用適當的板作為極化板。由依據高等級線性 :先之入射而得到具有良好對比率之顯示等等的觀點來 ，使用咼極化度的極化板諸如碘型或染料型吸收線性極 第23頁 ❿ 89110014.ptd 1259307 五、發明說明（20) 化器可能較佳。附帶— 一 液晶單元5 2之兩側上，、，可如圖ί所不將兩極化板設於 之任一側上，少复〃或可僅將一個極化板設於液晶單元 為形成液晶顯示穿置$視覺識別側上。 覺識別側上之適嗒^伞段舉例來說，可適當地設置設於視 保護層，或設於^曰加ΐ兀件諸如光擴散層、反眩光層或 諸如補償相差板。::^與極化板之間之適當的光學元件 置成與此一光學元杜I ，可將前述的極化維持光擴散層設 中，可將極化維持上接，觸，以相鄰設置。纟此情況 學元件上之塗布層。κ政層提供為附著層，諸如塗布於光 為根據波長補償譬批 視情況需要而將前改ΐ視覺識別性質等等， 極化板與液晶單S之間二相至^置於視覺識別側上之 元之間等等。铁而a /或在背面上之極化板與液晶單 管之光輪:特:二:::發::置充r:維持光 的光學層數目以徒可处t有汉置、，夜日日早疋與光管之間 等而將適當的板；：：：較佳。附帶一提，可根據波段等 成為單層或為- 償相差板。可將補償相差板形 曰4馬一或多個相差層之重疊層。 y 在根據本發明之液晶顯 通過如前所述之光管之异:t置t丄覺識別係、透過透射 在透射模式中，=3中Λ表Λ 進行。㈣—提， 中自光管1之下表面發射：頭u :在光源之開啟狀態 通過光管1之I、. 、光α經由反射層3反射，及透射 53^51 ^ Λ Λ 5 1 ^ θ日早兀52而以视覺察覺到顯示影像（α )。

1259307 五、發明說明（21) 另一方面，在反射模式中，如圖4中之箭頭所示，在光 源之關閉狀態中，外部光7經由極化板5 1及53、液晶單元 52、及光擴散層4而透射通過光管1之上表面的長邊表面 11 b。接著透射光以與以上說明於透射模式中之相同方式 經由反射層3反射，及透射通過光管1之長邊表面llb，以 致經由光擴散層4、極化板5 3及5丨、及液晶單元5 2而以視 覺察覺到顯示影像（γ )。 根據本發明，可將構成前述液晶顯示裝置之光學元件或 零件，諸如光管、光擴散層、液晶單元、極化板等等，全 體或部分層合及固定，以彼此成為一體，或可以可容易分 離的狀態設置。由防止由於界面反射之抑制而降低對比等 4的觀點來看，將光學元件或零件固定較佳。可使用適當 的透明黏著劑，諸如黏著劑，供固定及接觸程序用。此 外’可將透明黏著劑層浸潰前述的細小顆粒等等，以致透 明黏著劑層可提供為展現擴散功能的黏著劑層。 實施例1 利用鑽石刀刃切割經預先加工成預定形狀之聚曱基丙烯 ，曱酯板的表面，以得到在其上表面具有光輸出構件之光 官。此光管為4 0毫米寬及2 5毫米深。光管在其入射侧面為 1毫米厚，及在其相對端為〇. 6毫米厚。光管之上及下表面 皆為平坦。光管在其上表面具有似稜鏡不規則體。似棱鏡 =規則體係以2 1 〇微米之節距的間隔設置，以與入射侧面 平行。各似稜鏡不規則具有一在自4 2. 5至4 3度之範圍内變 化之傾斜角傾斜的短邊表面，及一在自丨· 8至3 · 5度之範圍

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五、發明說明（22) 内文化之傾斜角傾斜的長邊表面。在相鄰長邊 :斜角的變化係在0」度内。短邊表面在下表面上之之間旦， I度係自10至16微米。在下表面上之長邊表面/短又心 的投影面積比不低於12。附帶一提，光輸出構件，以= 入射側面2毫米距離之位置延伸而形成。 η 有2. 4毫米直徑之冷陰極管（哈里森電子股份有限公 司（harIS0N ELECTRIC co.，Ltd)製造）設置在靠近光管么 :利用由白色燈反射片製成的光源夾具包圍冷 :及二，使與光管之上及下端面緊密接觸。將反相 ^及DC笔源連接至冷陰極管。利用黏性層 透過其銀蒸氣沈積表面黏合於光管之下表面上政=:二 ϋ色TN型液晶光閘設置於光管之上表面。因此； 製得液晶顯示裝置。〜 口 /:!帶：提，：述的光源可經由將Dc電源開啟/關閉而開 升」於=述的擴散型反射片係為將銀之蒸氣沈積層 透薄膜基礎材料上，及將蒸氣沈積層之表面塗布 透明树脂層以使其受保護之擴散型。 .ί ! 4^ ^80

同）^菩添=布25微ΐ厚之含有100份（重量份數，以下相 145/1 ^固體含里）及30份'全於黏著劑中之T0SPEARL 4i^ii：：r^(T〇shiba^ -.,- m 7^ # ^ a v成。光擴散片之相差為θ毫微米。在 二先，片設置於正交尼科耳稜晶中之葛蘭湯普生 h〇mpson)稜鏡之間的條件下（此條件將適用於 麵― 89110014.ptd 第26頁 1259307 五、發明說明（23) 後）’因消除極化所造成之漏光的量為總入射光的丨·丨％。 總光線透射率及利用霧度劑（穆拉卡米色彩研究實驗室

(Murakami Col〇r Researctl Ub〇rat〇ry)製造，根據JIS 7105 ’以下同）測得之霧度分別為94%及84%。附帶一提， 相差係於三乙醯基纖維素薄膜上利用相差評估儀（歐吉科 儀口口月又 4刀有限公司（〇ji Scientific Instruments Co. L t d ·)製造）檢測。 實施例2 根據貫施例1製得液晶顯示裝置，除了將光擴散片黏合 至單兀底板，且將極化板黏著設置於光擴散片之外部。 實施例3 根據貫施例1製得液晶顯示裝置，除了不設置光擴散 片。 ’、 實施例4 根據貫施例1製得液晶顯示裝置，除了將光擴散片黏著 設置於光管與擴散型反射片之間。 f施例5 根據貫施例1製得液晶顯示裝置，除了將使用具有1 7 8 0 笔微米相差之5 〇微米之厚聚酯薄膜替代三乙醯基纖維素薄 膜使用作為光擴散片，以致因消除極化所造成之漏光的量 為總入射光的5· 3%，及總光線透射率及霧度分別為93%及 83%。附帶一提，相差係利用光譜雙折射測量系統（0RC製 造股份有限公司（〇RC Manufacturing Co· Ltd.)製造）。 實施例6

89110014.ptd 第27頁 1259307 五、發明說明（24) 根據實施例2製得液晶顯示裝置，除了以實施例5所使用 之光擴散片作取代。 評估試驗 利用亮度計（BM7，T0PC0N Corp·製造）檢測在久每> 至5中製得之液晶顯示裝置之在各透射及反射模^ ^施例1 色顯示狀態中的前方亮度。附帶一提，透射模式中之、，白 亮度係於暗室中將光源打開的條件下評估。另一方之别方 射模式中之前方亮度係在於暗室中將光源關上的條$ ’反 估’但利用設在距裝置之中心部分上方丨〇公分下坪 的環狀照明器照亮裝置。 位置 t f平估試驗之結果示於下表。 透射模式 1 2 3 4 5 Π4 311 342 309 —-—. 175 827 819 875 807 T〇4 實施例 前方亮度 (cd/m2)

不品 整 弱， 質，實施例1及？ i 飞干的顯示 體得到均勻的☆声v在透射及反射模式兩者中在裳置中 且可避免眩2 ΐ-以致光輸出構件之圖型的視覺感弱 中，顯示非ίΠ兔感，因而特別優#。在實施例1及2 F吊 >月晰、細緻及明亮。 可及4中，光輸出構件之圖型變得明顯 射所造成之眩^二知例4之反射模式中，顯示之由金屬反 反射兩者中：ΐ ί覺感強烈。在實施例5及6,在透射及 視角發生不自暗的。尤其，在實施例6中，根據 …、的耆色，因而產生不同於由金屬反射所造

89110014.ptd 第28頁 1259307 五、發明說明（25) 成之眩光的視覺感’以致顯 由 以 上 說 明 9 明 顯 可 知 光 開/ 關 因 而 獲 致 在 透 射 及 特性 的 液 晶 顯 示 裝 置 且 同 節省 電 力 消 耗 以 致 可 延 長 之電 池 的 工 作 壽 命 0 雖 缺 η '、 本 發 明 已 就 具 有 特 定 明， 但 應 明 瞭 本 較 佳 形 式 之 出專 利 中 請 之 本 發 明 之 精 神 零件 之 組 合 及 配 置 作 變 化 〇 元件 編 號 說 明 1 光 管 2 光 源 3 反 射 層 4 光 擴 散 層 5 液 晶 光 閘 11 光 管 之 上 表 面 11a 短 邊 表 面 lib 長 邊 表 面 12 光 管 之 下 表 面 12a 參 考 平 面 13 入 射 側 面 14 入 射 側 面 之 相 對 端 51 極 化 板 示品質大大地降低。 源可經由將電源開啟/關閉而 反射模式兩者中展現良好顯示 時使用反射模式及透射模式可 使用於攜帶式顯示裝置等等中 特異性程度之其較佳形式作說 揭示内容可不脫離如於後文提 及範圍，而就其構造細節及其

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89110014.ptd 第30頁 1259307 圖式簡單說明 在附圖中： 圖1顯示液晶顯示裝置之一例子的說明剖面圖； 圖2係在光管中之光輸出構件的說明側視圖； 圖3顯示在透射模式中之視覺識別狀態的說明圖；及 圖4顯示在反射模式中之視覺識別狀態的說明圖。

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Claims (1)

1259307 皇^月曰Ά正 六、申請專利範圍 ι 1 · 一種液晶顯示裂置，包括： 一光官’ f包括形成於該光管之上表面的光輸出構件； 一設置在，近該光管之入射側面的光源，以使自該光源 入射於該光官之光自該光管之下表面透過該光輸出構件輸 出； 一 e又置方；4光官之下表面，以使該輸出光之反射光透射 通過該上表面之反射層； 一具有極化維持特性的光擴散層；及 一透過該光擴散層而設置於該光管之上表面的液晶光 閘，該液晶光閘包括液晶單元及至少一個極化板， 其中’設於該光管之上表面上之該光輸出構件包括： 面對該入射側面且相對於該下表面之參考平面以自3 5至 45度之角度傾斜之斜面；及 相對於該參考平面以不大於1 〇度之交角傾斜之平面，其 係經設置成使該平面在該參考平面上之投影面積不小於該 斜面在該參考平面上之投影面積的8倍大。 2 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該光源· 可開啟關閉。 3 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中在該光 管之該上表面上之該光輸出構件，具有以自50微米至I』 毫米節距之間隔設置之連續或不連續之似稜鏡不規則體的 重複結構，各該似稜鏡不規則體包括： 一短邊表面，由相對於該下表面之該參考平面以自35至 4 5度之傾斜角自入射側面至相對端向下傾斜之斜面所構

1259307 ___SS_8911〇〇14 六、申請專利範圍 —--------- 成；及 一長邊表面，由}日非丄 ^ r r 相對於該參考平面以自〇至10度，不包 括0度之耗圍之傾钭& “ 主而夕所右处二钟角傾斜之斜面所構成，以致在該長邊 ...^ ^ „ 倾斜角的差係在5度之内，及在相鄰 長邊表面之間之傾钭fe t %的差係在1度之内， 共甲仅運衣面在兮4 a六哼必去巫二 w 4考平面上之投影面積不小於短邊表 面在该爹亏平面上之扭 μ ^ β 1 之杈影面積的δ倍大。 4 ·如申凊專利範圚 θ X賴目丨丨舻夕壬項之液晶顯示裝置，其中該似稜 鏡不規則體之重複節距係為定值。 5 ·如申請專利If If!楚Q = 邊表面在該參考;K3;員，液:曰曰顯示裝置’其中各該短 十面上之投影寬度不大於40微米。 6* 二專利範圍第3項之液晶顯示裝置，其中該似稜 鏡不規則肢之稜線方向相對於該入射側面之參考平面係在 ± 3 5度内。 7 ·如申睛專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中來自該 下表面之入射光係以不低於9〇%之總光線透射率透射通過 該上表面。 8 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該反射 層係由述自包括金、銀、铭及介電多層薄膜的至少一者所 製成。 9 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該反射 層係與該光管之該下表面緊密接觸，以與其成為一體。 1 0 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該反射 層反射光，同時並使該光擴散。

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