TWI272410B - Polarizing device for monitor - Google Patents

Description

1272410 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 浐- ί ΐ ί ϊ Γ於顯示器所使用之偏光裝置，尤 .曰【先：；彳=角補償效果的偏光裂置。 屏，ΐ ϊ ί ί ί罔路與無線電通訊技術的急遽發 I數電Γ行動電話、數位相機、及ί 人數=助理寻，均快速發展與成長。 恭量、t f f嘁不器具有薄型化、輕量化、低耗 等優點:染、且能與半導體製程技術相容 的興起，nti?股網路數位資訊化市場 飛躍性的+ ΐ在短一十年間，產品之應用更呈 資π ^ ^ ^長；由早期的簡易手表、計算機等低 視器或可攜式資訊產品。直//^廣+及精細化的監 製程、產j 了Λ技術涵蓋材#、設備、 曰千里。护s八寻層面的開發，真可謂是— 儼然成為；：1J以驚人的氣勢持續成長， 題。當液晶顯千=為一且ϋ的即為視角的問 照亮時，幾^二二二I二》良指向性的背光源所 當我；從是？前直進的，因此 量是非ί月2减看顯不益時，在兩側方向上的光 , 吊小的，一般來說，市面上沾、六日呢-口口 視角以30度左右最為常見，J音的液阳顯 的角度觀看顯示器，則會因光I^ Μ大於此度數 清晰的晝面。 則θ u先里不足而無法看到 嘗試個缺點’習知技術中出現了數種 解决的方法，請參閱第1圖，其為其中-種 5 .1272410 中第二提/液晶顯示 ii 填充物η2所構成的擴散層π、液曰 面板（Cell)12、偏光板13、以及稜鏡141和】ς 所構成的背光源組1 4所組成。 彳’、 古μ Ϊ Ϊ光源組14所發出平行的光線以近乎番 、式到達液晶顯示器！，再依序經由偏光 折射ίί ΞΙ 12、擴散層U、以及偏光板10的 f ^而向外發散形成影像光束；該案即係利用^ J u與液晶面板12的 2 = = 與液晶面板12的靖 從日日囟板12之間的反射現象。 圖，Γ中再在匕閱光第J f ’此係習用之顯示器剖面 ίίίΐ比弟一擴散層1Γ與一第二擴散層丨5，。 ♦光i白曰二ί相平行，故各層的法線N亦同—， ii 1 rf光^源組14射出時，經過液晶面板12、 行進，由於夂弟;擴散層U，與一第二擴散層15, =2折射率相同，故光線以第二路 第二擴^ g不θ再有任何折射產生，直到穿出 ί:t政層由於空氣之密度遠低於第二擴 I U m ，故光線以第一路徑A1離開之。由此^ ;,;、；：；徑路Α2Λ法線N所形成之第二角度二 Ϊ 1 一 A1與法線N所形成的第一角 用者而言，第-視角a即是由第土 ! dN :斤形成。因此，傳統上除了靠第 雖声、15,來達到增加視角的效能 雖…、有/、有用之處，然而其缺點亦在於光線的行 6 1272410 進方向變化多樣，多多少少會造成反差降低副作 用。 請參閱第3圖，係第2圖之顯示器的視角改 變反差的示意圖，其中可見習用技術在三百六十 度的全周視角中，其反差的變化可分為三個區 域，即第一反差區C1表示反差值在18至30，第 一反差區C2表示反差值在30至500，第三反差 區C3表示反差值在500至1〇〇〇以上，由此圖可 知，以視角八十度附近而言，反差只有不到3〇 的程度，相當的低。 另外，亦有在顯示器上貼設一法蘭尼透鏡 (Fresnel lens)的方式達到增加視角的方式，然而 法，尼透鏡本身還有像差（aberrati〇n)的問題，譬 ，况，像差、彎曲像差等等，故可以說是製造更 f問題丄且法蘭尼透鏡由於自身的階梯形狀，故 當光線穿入及穿出時造成的漫射也有降低反差的 問題存在。 因此由上述各習用顯示器可知，這些方式除 了在了侧視角上的提升程度仍然有限之外，亦無 法針對液晶顯示器所具有的暗態色偏（color shift) 效應加以改善，此外，二側視角上的對比度 (contrast)以及色彩飽和度方面的增進亦極為有 限。 田 職是之故，發明人鑑於習知技術之缺失，乃 ^及改良發明之意念，續經悉心試驗與研究，並 Γ ^鎖而不捨之精神，終發明出本案「應用於顯 不為之偏光裝置及其製作方法」，以下為本案之簡 要說明。 J272410 【發 範圍 度、 和度 序形 少包 位於 示面 藉由 率， 器之 位於 偏光 裝置 該折 了解 【實 絲頁 面板 層1 明内容】 本案之主要目的係為了改善顯示器之可視角 本f之另一目的係為了改善顯示器之對比 暗悲色偏（color shift)效應，並提高其色彩飽 ί ί 5 ^ ί ί Ϊ係於顯不器之顯示面板上依 成低折射率層以及至少一擴散層。 根據本案之主要構想，提出一種^ ， 括：一第—偏光板（Polarizer); 一顯干;板 板上·’…折射層，位 反位：？員 以摇古兮姑^ 哀弟—偏光板之折射 乂梃同该顯不器之可視角範圍。 根據本案之另一構想，提出一 偏光裝置’包括：一偏光板 板，以提層之折射率低於該 亥顯示器之可視角範圍。 ίΐίϊϋΉ、，·出1上述之偏光 射層“其特被在於於該❺★板上形成 本案得藉由下列之詳細說明’俾得更深入之 施方式】 :i : i 4並圖：係,本案具有視角補償裝置之 ，與-第4tv15層16、第-擴散 當光線自背光源組14出發時，纟液晶面板 .1272410

12與第二偏光板10中係以第二路徑A2行進，麸 而當光線行進到本案所獨有之折射層16時，由ς 該折射層16所具有的第二折射率小於該偏 ^，所具有之第一折射率，故根據當光線自折射 的物質進入折射率低的物質時，光線會偏離 法線的物理現象，因此光線穿入折射層丨6時， 線所造成的第三路徑A3與法線N所θ形成的第三 角度a3就會大於第二角度a2 ’之後，光 入第一擴散層11 ’與一第二擴散層丨5，時則會再 向法線N而以第二路徑a 2行進，不過當光線穿 ^空氣時’則又會偏離法線N而以第一曰路徑A工 行進，而法線N與第一路徑a 1所夾之第一角产 二，广於f二角曰度a2。因此，當光線自背光源ί »4依序牙入液晶面板1 2、偏光板！ 〇、折射層i 6、 第二擴散層11，與一第二擴散層15,之後，^後形 成第二視線B，而第二視線b與法線N所夾的^ 二視角b與第二圖的習用技術所揭示的第一視 a明頒的大上§午多，如此即達到本案所欲補視 角之目的。 、 若欲增加光線自第二偏光板1〇到折射層16 的折射角度，就要使第二折射率盡可能小於一 折射率，其中一種方式就是降低折射層16、的密 度，故折射層16得以空氣所構成，由於空氣宓$ 甚低所以光線自第二偏光板10到折射層16二^ ，，度可以達到極高的折射角度，當然，由於空 氣係以氧氣與氮氣為大部分的内容物，若以分子 較小的單一氣體分子組成，則可使折射層16二穷 ^更形降低，進而使光線自第二偏光板1〇到折二 層16的折射角度可以更加的增大，使得第二 1272410 b可以加大。 折射=^材1目Ϊ而言，折射層16所能找到的低 而第二偏#姑’八數值大約在丨.3至丨.4之間，_ 層15,這二^//、第—擴散層"，與—第二擴散 射率的差率大約*1 ·5以上’故藉由折 又，Γ #雈只疋可以達到增加視角的效果。 _锋 t以第4圖而言，在折射層16外可以彳紫士 句話；廣：J u，以兼做保護折射層16之用，換 子，自铁而^谷、，内空氣或分子較小的單一氣體分 1 “、、而然的形成一折射層16。 度的其中可見本案在三百六十 域，即第—角中，其反差的變化可分為三個區 第二反差，f 1 Cla表示反差值在50至6〇， 差區C3ai】表示反差值在6〇至300,第三反 可知，以視ΤΛ差二 與第3圖的\十/度附近，反差區Cla 昇至相區Cl相比，反差已大幅提 昇，而‘心的^+準，接近兩倍的反差效果之提 度，與習^ / 也就是說有60至300的程 這在第3^^技：相比而言有令人驚訝的提昇， 未有的現ί 那些習用的液晶顯示器上是從 顯示ΐ外恭i ϊ ”視角補償裝置可運用於液晶 並皆可獲η是其他種類的平板顯示器， 、又致相§的增加視角的效果。 ί t i i6a^yf "σ 5 ^ ^ ^ 耆，，、員不„犄的反差，卻有可能降低了正 Ϊ272410

中視線的及#

筮一二 以第5圖而言，正中本沾C 弟二反差區C3a，反差值則&f中央的反差係 需特別注意，大多數的情形下亦無 液晶電視與電賻;^豕用的顯示器而言，包括 賞之用，= 係作為多人-㈡ 示器面板，故雜= ;個人電腦所使用之顯 能夠維持相近的程度果如反差 視線的反；急：ί!;:;;反差而 要再度提昇整髀酿-„认c、，刀的直要，況且 達成，所μ這並非、：j: j:亦有其他方式可以 與正中央的；；本案拉近了侧面 亦本案的所能達成之效果之一本此 色偏的規使用折射層使顯示器的暗態 邑偏的見象可以大幅度的減少，這比 2效Jf然好上許多，此即對侧向視線有；、ί 助，亦即達到了視角補償的效果。由此可 案特別適用在高對比的顯示器上，所以雖秋中央 反差降低，但側向反差卻大幅度的提高，兩者差 ^:縮士’這對於高對比（也就是高反差）的顯示器 來說並不是問題，反而是大大的優點。 本案遭熟悉本技術之人所任施匠思而為各式 各樣之修飾，然依舊不脫離本案申請專利範& 保護0 4 圖 3 ο 面 ο ; 剖 第 4 召 头口 m幵 Μ之•， 彎 ^ ® f 係面係 ，剖， 圖的圖 1器2 一Fi第 液 之 Web # 11 1272410 第3圖，係第2圖之顯示器的視角改變反差 的不意圖， 第4圖，係本案具有視角補償裝置之顯示器 偏光板；以及 第5圖，係本案之顯示器的視角改變反差的 示意圖。 【主要元件符號說明 1 ·液晶顯不為 1 0 :偏光板 I Γ :第一擴散層 II 2 :填充物 13 :偏光板 142 :光源 a :第一視角 al :第一角度 a2 :第二角度 a3 :第三角度 b :第二視角 * 11 :擴散層 111 :微粒 1 2 ·液晶面板 1 4 :背光源組 141 :稜鏡 1 5 ’：第二擴散層 1 6 :折射層 N ·法線 A :第一視線 • A1 ··第一路徑 A2 :第二路徑 A3 :第三路徑 B :第二視線 12

Claims (1)

1272410

十、申請專利範圍 1. 一種顯示器，至少包括： 一第一偏光板（polarizer); 一顯示面板，位於該第一偏光板上； 一第二偏光板，位於該顯示面板上，且該第 二偏光板具有一第一折射率；以及 一折射層，位於該第二偏光板上，且該折射 層具有一第二折射率; 藉由該第二折射率小於該第一折射率，以提 高該顯示器之可視角範圍。 2·如申請專利範圍第1項之顯示器，其中該顯示 面板為一液晶顯示面板。 3·如申請專利範圍第1項之顯示器，其中該折射 層係由一低折射率物質所構成。 t 利範圍第3項之顯示器，其中該低拆 射率物質為空氣。 i上如#申^/利範圍第1項之顯示器’其中該折射 S ^7:、，圍第5項之顯示器，其中該第-t如9申1由真^丨數個微粒及一填充物所構成。 個微教為%米1\圍第Λ項之顯示器，其中該複數 8如由W 4粒，该填充物為一膠。 i ^ t it * . 9. -種庫用二Λ酸纖維素(师^ 〜偏^起、絲頁不器之偏先裝置，包括： 〜拼M js，具有—第一折射率；以及 光板上· ’、有一弟二折射率，且位於該偏 13 1272410 藉由該第二折射率低於該第一折射率，以提 高該顯示器之可視角範圍。 10·如申請專利範圍第9項之偏光裝置，其中該 顯示器為一液晶顯示器。 11. 如申請專利範圍第9項之偏光裝置，其中該 顯示器為一電漿顯示器。 12. 如申請專利範圍第9項之偏光裝置，其中該 折射層係由一低折射率物質所構成。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之偏光裝置，其中該 低折射率物質為空氣。 14.如申請專利範圍第9項之偏光裝置，其中該 折射層上更設有至少一第一擴散層與至少一第二 擴散層。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項之偏光裝置，其中該 第二擴散層係由三醋酸纖維素（TAC)所構成。

14