TWI286646B

TWI286646B - Liquid-crystal display device and light pipe

Info

Publication number: TWI286646B
Application number: TW089122960A
Authority: TW
Inventors: Seiji Umemoto
Original assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 2000-11-01
Publication date: 2007-09-11
Also published as: JP2001133773A; KR20010051390A; KR100718399B1; JP4197813B2; US6369950B1

Description

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本發明係關於一種光利用效率、亮度以及觀視容易程度、邑仏的液晶顯示裝置’以及關於一種可用以形成液晶顯干裝置之導光板。 ^ ” 本案係基於曰本專利申請案第平11 -311 91 6號，併述於此以供參考。、技街說明晚近討論有關反射—透射雙重型液晶顯示裝置，其中設置照明單元，故裝置可於暗處作為透射型液晶顯示裝置觀視’同時利用不會耗用過大電力的反射型液晶顯示裝置的優點。例如曾經提議一種液晶顯示裝置使用半透射型反射器’一種液晶顯示裝置其中用於透射型液晶顯示裝置的背光單元係設置於液晶晶格之視覺侧上因而用作為前光單元等。

、但使用半透射型反射器之系統的缺點為系統於任一種作為排它反射或透射型液晶顯示裝置時的亮度低劣，原因在於光藉由半透射型反射器的半鏡面效應而被分成反射光及透射光。也提議使用反射偏振器從事改良，反射偏振器反射偏振光太過具有選擇性因而反射比與透射比的和可能超過10 0%。但透射模式之光利用效率降至50%或以下，原因在於設置用於防止反射模式與透射模式間之顯示反轉以及設置用於防止黑色顯示漂移的光吸收器吸收光之故。於微暗光之下任一種模式的顯示幾乎無法觀視。又於前光系統

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ΐ趨：；；；式的顯示畫面比較-般透射型液晶顯示裝置現有因在於光進入液晶晶格等才再返回。出有問題為_:v光板上的瑕疵或灰塵變亮點而明顯。此外顯不反差因光由導光板的上表面茂露而降低。承發明之目射兩種模式具洩露光造成反根據本發明上表面，一一光輸出裝置延遲為4 0奈米的係開發一種有絕佳差降低提供一上，一上表面上，且自光源入射於出’射出的光光板透射而最與上表形成於或以下反射層設置於亮度且的液晶種液晶面對侧上表面；進一下表面包括一液晶晶入射侧表面的然後於反射層終由上表面射具有良不會產顯示裝顯示裝的下表，導光步設置上以及格以及光通過反射，出。好觀視性，生顯示晝面置。置包含：— 面，一入射板具有上及一光源於入一液晶開閉至少一偏振光輸出裝置以及反射光於反射及透反轉以及因導光板包括側表面以及下表面間的射侧表面器係設置於器，藉此來由下表面射然後通過導

%根據本發明提供一種結構其中不會產生延遲的導光板係 3於液晶晶袼與反射層間。如此通過偏振器的線偏振狀愍成，不會改變，故幾乎不會發生由於亮度變化、色彩不規則等造成的顯示畫面不規則。此外反射模式中光利用效率的降低極為輕微，可以因導光板造成的吸收耗損、反射耗損等表示。如此可於反射模式達成實質上等於背景技術之反射型液晶顯示裝置的亮度。此外於透射模式也可達成

(：:\總檔\89\89122960\89122960(替換）-l.ptc

1286646 案號 89122960 五、發明說明（3) 修正等於背景技術透射型液晶顯示裝置的亮度。可獲得具有良好觀視性的液晶顯示裝置，不會發生因反射及透射造成顯示晝面的顛倒，也不會發生因光由導光板洩露造成的反差下降。此外於導光板上表面設置光輸出妒置，允許於透射模式中導光板的光徑延長。如此可加寬^ 的展開，因此可鬆遲發射線的強度。如此有利地作用於防止紋波以及改良顯示均勻度。反射層容易經由黏著層等設置於接近導光板下表面因而整合導光板。又

此外，於導光板具有由斜面例如仿稜鏡之不規則度組成的光輸出裝置之例中’導光板之由斜面反射光的方向性絕佳。如此可有效產生有利於透射模式觀視的光，故可獲得更明焭的顯示畫面。此外，導光板之外侧光入射效率及反射後的透射比絕佳。如此於反射模式經由光利用效率良好及均勻度絕佳的發光也可獲得更明亮的顯示畫面。此外，因方向性造成的紋波可經由斜向設置光輸出裝置而抑制。如此可防止炫光而干擾視覺辨識。

若於前文說明中因導光板造成的延遲大，則通過液晶開閉器的偏振器的線偏振光於反射模式被橢圓偏振，原因在於延遲之故，同時線偏振光通過導光板且經由反射層返回。如此當光再度進入偏振器時形成吸收成分。結果亮度減低。此外，由於延遲造成波長分散因而產生著色。此外若因延遲的變化造成延遲隨光透射位置及方向而改變，則亮度隨光透射位置及方向而改變。如此造成顯示不規則。此外由於波長的分散而隨光透射位置及方向有時無色以及

C:\總檔\89\89122960\89122960(替換卜l.ptc 第 7 頁 1286646 ~----t#. 五、發明說明（4)

耆色成為不同色例如海軍藍、藍等故造成色彩變化。如此也引發顯示不規則。它方面於光輸出裝置設置於導光板下表面之例中，由維持光輸出裝置功能之觀點視之，需要分開設置獨立反射器。導光板構造變複雜，由於需要設置與固定反射器且部件增多。如此需要厚的支座來防止顯示因起皺而脫序。如此有導光板變重的缺點。

此外於導光板具有散射型光輸出裝置之例中，例如點狀或壓=不規則度，由於光輸出角度大約為6〇度大角，故於 $射模式時於前方（垂直）方向幾乎無法觀視。若棱鏡片係投置用以控制光徑，則因光被散射故大部分光無法貢獻於顯示，於反射模式時顯示畫面變成極暗。此外點等可清晰可見。若具有強力漫射特性的漫射層設置用來防止點變成清晰可見，則因反射模式之入射光以及反射層的反射光二者被散射因而顯示晝面變暗。本發明之特色及優點由後文較佳具體實施例之細節說明連同附圖將顯然自明。較佳具體實施例之詳細說明根據本發明，一種液晶顯示裝置包含：一導光板包括一上表面，一與上表面對側的下表面，一入射側表面以及一光輸出裝置形成於上表面’導光板具有上及下表面間的延遲為4 0奈米或以下；進一步設置一光源於入射側表面上，一反射層設置於下表面上以及一液晶開閉器係設置於上表面上，且包括一液晶晶格以及至少一偏振器，藉此來自光

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3 曰修正源入射於入射側表面的光通過光輸出裝置由下表面射出，射出的光然後於反射層反射，以及反射光然後通過導光板透射而最終由上表面射出。根據本I:明之液晶顯示裝置較佳用作為反射-透射雙重型液晶顯不裝置。圖1顯示液晶顯示裝置之一例。圖1中元件編號1表示導来；^ Ί主-々曾P i / α、+ ’尤板，1 1表不導光板之上表面，於該上表，开/ 、一輸出裝置；2為光源；3為反射層；4為液晶開閉器，4 、43為偏振器及42為液晶晶格。々圖丨_所示導光板係由板狀件構成，板狀件有一上表面1 I表面1 2與该上表面相對以及一入射侧表面1 3作為上SI面間的側表面。一光輸出裝置形成於上表面11 故侧面之光通過光輸出裝置由下表面射出。使用白具有上與下表面間的延遲為4〇奈米或以下。面==1二示為均勻厚度型，或可為與入射側表 4比入射側表面13更薄的類型。對向端輕重量，改進光入射入射侧表面進入形成於上表面之光輸出裝置的效率等。形成於導光板上表面之井給山特徵的適當材料μ。可由具有前述光輸出照明光絕佳的觀點視之，層之前方方向性的面之斜面，特別光輸出裝裝置具有面對入射侧然仿棱鏡不規則度可由各自棱鏡不規則度組成。雖成，但由光利用效率等觀心：相等侧面的凸部或凹部組由各自具有-Μ側面及-長侧^較佳仿稜鏡不規則度係瓦1別面的組合的凹部或凸部組

_案號 89122Qfifl 1286646

五、發明說明（6) 圖2中元件編號11a 車父佳光輸出裝置係成。圖2顯示仿稜鏡不規則度之一例表示短側面；以及1 1 b表示長侧面。由達成前方方向性等特性觀點視之一比 ^ ^ 由不規則度的重複結構組成，各重複結構且系 «Τ , , A 丨母丹有一斜面斑一平坦面的組合，該斜面包括相對於下表面之參考平面^ 角係於35至45度之範圍；以及該平坦面包括相對於來考平面之傾角為10度或以下。特別較佳光輸出裝置係由二棱鏡不規則度之重複結構組成’各自具有一短側表面1 1 a以及一長側表面lib組合，短侧表面11a( 01)由入射侧面13侧至對向端14側相對於下表面12之參考平面i2a係以35至45 度範圍的傾角向下傾斜；以及長側表面11 b( 02)相對於參考平面1 2 a係以0 (不含）至1 〇度範圍的傾角傾斜，如圖2所示〇前文說明中，短側面11 a形成為斜面，由入射側面至對向端側向下傾斜，斜面扮演於全部入射於該侧面之光中反射投射至短側面11 a上之光因而供應反射光至下表面（反射層）的角色。此例中，設定各短侧面之傾角01於3 5至4 5度之範圍允許透射光相對於下表面以良好垂直度反射，如圖 3之虛線箭頭指示，故經由反射層3可有效獲得前方方向性絕佳的射出光（照明光）。由前方方向性等觀點視之，各短侧面之傾角心較佳係於38至44度以及特別於40至43度之範圍，考慮下述事實，由聚曱基丙烯酸甲醋製成的導光板内侧透射光的總反射基於史耐爾折射法則通常為土 41 · 8 度0

1286646 -鎌89122___年月日修正__ 五、發明說明（7) " 它方面’長侧面設置用於下述用途：將反射光由短側面反轉通過反射層3，故光透射通過長側面，如圖3之虛線箭頭指示；以及於反射模式接收外側光，故外侧光由反射層 3反射且透射通過長側面，如圖4之多角形線箭頭指示。由此觀點視之，較佳各長侧面相對於下表面之參考平面12a 的傾角心為10度或以下。若傾角&大於1〇度，則折射造成的光徑改變變過大，若於前方方向的光數量不利地減少無法用於顯示。

雖然各長側面之傾角心可為〇度（水平），但設定角大於 0度允許當入射於長側面的透射光被反射而供給短側面時，透射光變平行準直。此種情況下，由短侧面反射光的方向性可有利地提升用於顯示。由前述性能觀點例如增加前方的光數量、透射光準直等觀點視之，較佳各長側面之傾角心為8度或以下，特別為5度或以下。

由前述導光板長側面功能等觀點視之，較佳長侧面為侧面間的傾角心之角差設定為於整體導光板為5.度或以下，特別為4度或以下及更特別為3度或以下；以及其中鄰長側面間之傾角心的差異設定為1度或以下，特別、為 0. 3度或以下，更特別為〇. 1度或以下。傾角θ〗之角差如前述係基於假設各長側面之傾角為丨〇度或以下2決定。換之，角差係基於假設因透射通過長侧面的光折射造成顯影像的偏轉受抑制俾設定小傾角心於容許範圍内決定‘。此項目的為經由設定觀察點於接近垂直方向之方向、獲得曰曰顯不裝置之最理想觀視方向可防止被改變。

1286646 曰

^--- 案號 89】22QfiD 修正五、發明說明（8) 由獲得明亮顯示影像觀點視之，軔射效率絕佳以及通過液晶晶格之顯示习=板，外部光入顯示影像由液晶晶格的輸出效率絕佳'二此，效率絕佳或光板較佳設置為具有仿棱鏡不規則度的：=點=，導投射面積之八倍，特別為十倍或侧面之以上。如此由液晶晶格產生的大半後二=五倍或長侧面。八千颂不衫像可被透射通過於顯示影像透射通過液晶晶格時，影像反射於入射側面上，故不會由子上面上顯示而於與透射通過長側面且具有作為；二：：二， =示影像的方向大為不同或相反方：的：== 面=影像極少對通過長侧面的顯示影像造成影響。、 m述觀點視之較佳短側面非相對於液晶晶格之像丰疋位。為了形成最極端情況，若短侧面完全疊置於過長侧面的垂直方向附近顯示影像幾乎無法觀 ^ °防止因缺乏顯示光的透射造成不自然的顯示書 ::觀點視之，像素與短侧面的疊置面積較佳縮小以便^ 持長側面具有足夠光透射比。、考慮液晶晶格的像素節距通常係於1〇〇至3〇〇微米範圍，故由前述觀點以及由容易形成仿稜鏡不規則度等觀點視各短侧面就其於下表面之參考平面上的凸起寬度而言糸形成為40微米或以下，特別至2〇微米之範圍及更別於3至15微米之範圍。 C:\ 總檔\89\89122960\89122960(替換卜！ · Ptc 第12頁 1286646 ----案號 89122960_年月日_____ 五、發明說明（9) 相#隨著短侧面凸起寬度的縮短，要求更高級技術來形成短侧面。若仿稜鏡不規則度的頂點係以等於或大於預定值的曲率半徑而被圓化時，出現散射效應造成顯示影像的脫序等。進一步由於螢光燈管的相干性長度通常設定為約 20微米，故短側面的凸起寬度縮短容易造成繞射，結果導致顯品質下降。由鈿述觀點視之，較佳B比鄰短侧面間距大。但如前述， ^侧面係作為實質上輸出入射於側面光的功能部分。如此若距離過大，則於開啟電源時的照明太過稀疏而使顯示晝面^成不自然。考慮此點，圖2所示之仿稜鏡不規則度重複節距P較佳設定為5 〇微米至1. 5毫米之範圍。相信節距可為不規則，如以隨機節距或預定節距單位數目之隨機或規則的組合表示。通常節距較佳為恆定。田光輸出裝置係由仿稜鏡不規則度組成時，因光輸出裝置與液晶晶格像素間的干涉而發生紋波。冑然可藉由調整仿棱鏡不規則度節距而防止紋波，但仿稜鏡不規則度的節距限於則述較佳範圍。如此對抗於節距範圍發生紋波之措施構成討論的主題。根據本發明，—種方法其中仿棱鏡不規則度形成為相對於入射侧面的參考平面為傾斜，故仿稜 J不：則f可排列成交又像素，較佳用以防止紋波。此種要=屮# ::2過大’則通過短侧面的反射發生偏轉。結 ίΪΪΐΪ: 現大偏差。因此於導光板之光透射方 ”向異性變大，以利用效率減低。此點容易造成顯不品質的下降。

案號 89122960 1286646 修正五、發明說明（10) 由前述觀點視之，較佳仿稜鏡不規則度之排列方向的傾角，亦即仿稜鏡不規則度脊線相對於入射侧面之參考平面的方向係設定為± 35度，特別± 30度及更特別± 25度之範圍。「±」符號表示以入射側面作參考之傾斜角度二若液晶晶格的解析度過低，故未發生紋波或紋波可忽略，的較佳仿稜鏡不規則度係排列成儘可能平行入射側面。如前述導光板成形為適當形狀。故於導光板成形為楔形等案例中，表面形狀可據此適當決定。例如可使用面形狀如直線表面或彎曲表面。進一步構成光輸出裝^之斜面或仿稜鏡不規則度可成形為適當表面形狀面、摺疊面或彎曲面。且深衣又仿稜鏡不規則度除了節距之外可由形狀不同的不規度組合構成。此外，仿稜鏡不規則度可形成為邻或凹部具有脊線彼此連續連接；或可成形為間歇：：部於脊線方向以預定距離間隔非連續式排列。次凹 2板下j面或入射侧表面形狀並無特殊限制而备決疋。通常平坦面形成為下表面，而垂直於下表面= 面形成為入射侧面。例如對應光源之外下彎曲形可用作為入射側面形狀1而提升光入;UT: 二步，入射側面可設置為入射侧面結構具有導引部插= 光源與導光板間。此例中導引#1 & 5 當形狀。导5丨。卩了成形為對應光源等的適根據光源的波長範圍，導光板可由具有透光料製成。用於可見光範圍之材料例如包括透明樹脂=烯 C:\ 總檔\89\89122960\89122960(替換）-l.ptc 第14頁 1286646 修正曰 ^--- 案號 89122960 五、發明說明（11) J系樹脂，聚碳酸酯樹脂或環氧樹脂成上與下表面間具有延遲為40夺 =特別由形佳，用不具有雙折射或小量雙折射的：：板觀點視之，較形— 產觀點視下對可形成預定形狀的模具加壓塑性樹脂於加熱法其中可形成預定形狀的模具二形狀；一種方加熱或溶劑而變成流體化的樹脂;、二：：：：：樹:旨或藉紫外線或輻射線聚合的流體樹人'、可藉熱、脂濟鑄於可形成預定形狀的模戈為流體樹月旨；等。，、内或模具内填裝流體樹導光板厚度可根據使用目的，尺寸等適當決定。通常用以m 先板尺寸、線光源度就入射侧面厚度而言為5毫;\液^顯示/置的導光板厚 ^ 3,2νΛ7； ΐ? 為由—種材料製成的單晶單層* =:、須成形 i種材料或不同種材料製成的部件積層。例==: j，其中具有光輸出裝置（上表面）例如叹度：薄片黏著於光導部分用以進行光透射。-不規則間的：視之，較佳導光板之上與下表* = 位置改變的延遲儘量縮小= 達成，其中内部扭變藉已知手段例如將導光板退火=方 ptc 第〗5頁 C: \總檔職891·_ι2_(替換) 1286646

___案號 89122960 五、發明說明（12) 除。前述對延遲的要求無須由導光板的全體表面滿足，口、要可在導光板用於顯示的該範圍滿足前述要求即可。換二之全部用於顯示的範圍皆必須滿足前述要求。進一步較^ 延遲係基於可見光範圍，特別波長550奈米之光。乂又由達成明焭顯示觀點視之，較佳尚未附著任何反射芦的導光板具有下述特性··於垂直方向特別由下表面至上^、面’入射光之總光透射比為90%或以上，特別為95%或^ 上’更特別為95%或以上以及濁度為30%或以下， 1 5%或以下及更特別為丨〇%或以上。、根據本發明之導光板，來自上及下表面之入射光經過良好透射而由下或上表面射出。如此使用導光板於絕佳垂有利於觀視方向輸出準確準直光，故來自光源的光被有效利用。此外，偏振狀態維持良好。因此可形成多種裝置如反射-透射雙重型液晶顯示裝置其明亮、容易觀視<且力的節省上絕佳。反射層的設置為反射-透射雙重型液晶顯示裝置於反射模式達成顯示所必需。根據本發明，如圖丨所示，反係設置於導光板1之下表面12上。反射層3可與導光板下曰表面分開設置。但反射層3較佳快速沾黏於下表面因而盥光板整合一體，如圖1所示。〃反射層可由根據背景技術的適當材料製成。特別較佳反射層例如包括：一塗層含有高折射指數金屬或合金粉末如鋁、銀、金、銅或鉻於黏結劑樹脂；一層金屬或電介質多層薄膜藉適當薄膜形成方法例如氣相沉積法、濺錄法等方

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法沉積形成；一反射薄片具有塗層或沉積層由薄膜等製成的基材支持；金屬落薄片等。由氣、弛發射線強度以防止紋波、改良顯示均勻度等觀點視之，較佳反射層係形成為可發生漫射反射。由於光方向性的大減並不利，故較佳漫射強度就平均漫射角而言係於約5度至約1 5度之範圍，但非限制性。漫射型反射層可根據背景技術之適當方法例如粗化反射面之方法形成。

快速沾黏前述反射層至導光板背面因而整合反射層與導光板之製程可藉適當方法進行，例如使用黏著裝置作為沾黏層或另一黏著層方法；或直接將前述塗層或沉積層形成，導光板下表面之方法。此例中，由防止反射面的受傷、氧化、劣化等觀點視之，較佳反射層之外表面經塗層或保，、。因此較佳使用前述反射薄片，以使用反射薄片為例，則述没射型反射層易藉粗化反射薄片之基底膜表面形成。、粗化反射層本身表面或粗化反射層支持底面之過程可藉適當^法進行。適當方法例如包括：機械或化學處理方法例如壓紋、擦光、移轉模具的粗糙表面形狀等丨讓適當微 ^ 3於表面之方法，以及施用一層含此種微粒層之方法。微粒，如包括無機微粒及有機微粒。無機微粒係由氧化矽、，化鋁、氧化鈦、氧化錘、氧化錫、氧化銦、氧化鎘、氧化銻等製成且可具有導電性。有機微粒可由交聯非交聯聚合物等製成。 — 一為了形成液晶顯示裝置，如圖丨所示，光源2係設置於導光板1之入射侧表面丨3上因而形成側光型背光單元。適當

五、發明說明（14) 材料可用作為光源。較佳使用作為光源的材料例線光源如（冷或熱）陰極管；點光源如發光二極排列成直線或面之陣列；以及使用以規則或不規則間= 點光源轉變成直線發光狀態之裝置。、， 4據i::月’光源允許顯示畫面以透射模式觀視。如此 =射模式觀視時無須打開光源。如此光源 =技=適；方法皆可用作為開關光源的 z使用月豕技術中之任一種方法。光源可事先附箬於導光板，故導光板可設置作為附有光源的導光板。為了形成液晶顯示裝1 ’光源2可設置為組合本置例如光源座用以包封光源且導引光源由光源散射至導光板！之入射侧表面13可視情％需要而設置。 j有：反射比金屬薄膜附著其上的樹脂薄片、金屬等通吊=作為光源座。t光源座係藉黏著劑等黏合至導光板端部時，可刪除於黏著部分形成光輸出裝置。概略而言如圖1所示’液晶顯示裝置之形成方法為組裝 -液曰曰晶格42具有-透明電極（圖中未顯示）作為液晶開閉广於液晶晶格，一偏振器41，-背光單源層3’以及視情況需要組裝組成部件例* 使用的液晶晶格並無特殊限制❶例如基於液晶的定向格式’可使用適當液晶晶格例wTN液晶晶格，則液晶晶 :f直定向晶格’ HAN晶格’扭向或非扭向晶格如〇(：Β晶格，負主液晶晶格或強誘電液晶晶格。進一步液晶驅動方 1286646 修正 MM 891229Rn 五、發明說明（15) 法並無特殊限制。例如可使用適當驅動方法如主動矩陣法或被動矩陣法。 1適當材料可用作為偏振器。由因入射高級線偏振光而獲得良好反差顯示等觀點視之，較佳使用具有高偏振程度的 f，例如峨或染料之吸收型線偏振器。偏振器可設置於液曰曰晶格42兩侧，如圖1所示，或可僅設置於液晶晶格單側。

當形成液晶顯示裝置時，適當光學裝置例如漫射板、抗炫光層或保護層欲設置於視覺侧，或補償延遲器板欲設置於液晶晶格與偏振器間皆可做適當排列。補償延遲器板係用以1償雙折射等之波長相依性俾達成能視度的改良等。、補償延遲器板係設置於視覺側的偏振器與液晶晶格間或視，況需要設置於背側偏振器與液晶晶格間。根據本發明 2維持導光板的光輸出特性儘可能充裕之觀點視之，較佳叹f於液晶晶格與導光板間的光學層儘可能縮小。根據波長fc圍可使用適當材料作為補償延遲器板。補償延遲器板可形成為單層或二或多片延遲器板的多層。

根據本發明之液晶顯示裝置係如前述經由透射通過導光 f之長侧面的光而觀視。於透射模式中，於光源0N狀態由 V光板1下表面射出的光^ ，由圖3箭頭指示係由反射層3 反射’及然後透射通過導光板1之長侧面111}。如此顯示影像(+α )可透過偏振板43及41以及液晶晶格42觀視。、它方面’於反射模式，外部光ν係於光源〇FF狀態，透過偏振器41及43以及液晶晶格42藉偏振器43做線偏振，如

Q 五、發明說明（16) 圖4箭頭指示。線偏振光透射通過導光板1上表面的長側面 1 1 b。然後光係由反射層3以透射模式之相同方式反射，然後於顛倒過程透射通過導光板丨之長侧面丨丨b，同時由偏振器4 3產生的偏振狀態維持良好。然後光再度通過偏振器4 3 及41以及液晶晶格42。如此可觀視顯示影像（^ )。根據本發明’用以形成前述液晶顯示裝置的光學裝置或部件例如導光板、液晶晶格、偏振器等可全體或部分一體成形彼此積層/固定或可分開設置。由基於抑制表面反射而防止反差下降等觀點視之，較佳此等部件係彼此固定。適當透明黏著劑例如沾黏劑可用於固定過程。一層透明黏著劑可含有前述細小微粒，故該黏著劑層可作為具有漫射功能的黏著劑層。〜實例1 聚甲基丙烯酸酯板事先被加工為預定形狀。聚甲基丙烯酸酯板的表面以鑽石刀切割而獲得導光板，該導光板具有光輸出裝置於其上表面，以及具有平均延遲41奈米，最大延遲8奈米以及最小延遲〇奈米。導光板寬4〇毫米深“毫米。導光板具有入射側面厚1毫米及對向端厚〇 · 6毫米。導光板具有平坦的上及下表面。平行入射侧面之仿稜鏡不規則度以21 0微米節距間隔形成於上表面。各仿稜鏡不規則度具有一短側面以及一長侧面的組合。各短侧面之傾角係於42. 5至43度之範圍。各長侧面之傾角係於ι 8至3 5度之範圍。毗鄰長侧面之傾角差為(^丨度或以下。各短側面於下表面之凸起寬度係於^至丨6微米之範圍。長側面於下表 1286646 修正曰 _轰號 891229fi0 五、發明說明（17) 面之凸起面積對短侧面於下表面之凸起面積比為12或以上。光入射裝置之形成係始於距入射侧面2毫米距離。直徑2.0¾米的冷陰極管（哈理森電氣公司製造）設置於導光板之入射側面該側上。冷陰極管係包封於由白光燈反，板製成的光源座内，同時冷陰極管邊緣調整至緊密接觸導光板之上及下端面。反相器及直流電源供應器連結至冷陰極管。黏合於丙烯酸酯薄片的銀反射器設置於導光板之下表面上。正常白光單色TN型液晶晶格係設置於導光板之上表面侧。如此獲得一種液晶顯示裝置。光源可藉開關直流電源供應器而被開關。銀反射器屬於漫射型，其中銀氣相沉積層形成於無光澤化底層薄膜上且於表面上塗布透明樹脂層而保護該銀層。實例2 液晶顯示裝置係以實例1之相同方式獲得，但銀反射器係藉黏著層經由銀反射器之反射面而黏合至導光板下表面0 實例3 液晶顯示裝置係以實例1之相同方式獲得，但銀反射器由具有銀鏡反射面之反射板取代，以及反射板之反射面^係經由含聚矽氧樹脂之黏著層黏合至導光板下 “ 實例4 使用具有預定形狀之模具。加熱至78 t之模具内填裝加熱至26(TC之熔融聚甲基丙烯酸甲酯。成形係於冷卻下^口行獲得具有根據實例1之形狀的導光板，具有平均延遲

I C:\總檔\89\89122960\89122960(替換）-l.ptc 第 21 頁 1286646 案號 89122960 Λ__L· 曰修正五、發明說明（18) 13·0奈米’最大延遲25奈米及最小延遲5奈米。液晶顯示裝置係使用導光板獲得。模具成形成寬毫米庠〇·6毫米之樹脂注入閘設置於距洗口 4 〇奈米距離且位在導光板之對向端中部。比較例1 具有平均延遲65· 6奈米，最大延遲7〇奈米以及最小延遲 6 0奈米之導光板係以實例1之相同方式獲得，但仿稜鏡不規則度之郎距设疋為2宅米，各短側面之傾角設定為4 2 β 至4 2 · 8度之範圍，各長側面之傾角設定為丨· 9至3 · 6度之範圍’以及長側面於下表面之投射面積對短侧面於下表面之投射面積比設定為1 1或以上。液晶顯示裝置係經由使用導光板獲得。比較例2 具有平均延遲37. 2奈米，最大延遲85奈米及最小延遲2〇奈米之導光板係以實例4之相同方式獲得，但模具由下述模具替代’該模具具有寬5毫米厚〇.3毫米之樹脂射出閘於距澆口 7毫米距離。液晶顯示裝置使用該導光板獲得。評估試驗延遲 % 貝例1及4及比較例1及2所得導光板檢視上與下表面間的延遲。「上側」係等於入射側面。考慮光徑通過光輸出裝置的偏轉，於四邊之個別相對端、其個別中心以及總中心換言之共計9點進行量測，九點係於導光板圓周沿向内5毫米所在位置，量測係使用氦-氖雷射發射的波長632 8夺米 1286646 曰 ---案號 891229fif) 五、發明說明（19) 一之光作為光源基於西那蒙（Senarm〇nt)方法测定，該中光源、試樣、光學裝置及偵測器係設置於光徑上。去均、最大及最小值係基於量測所得結果。 “ 結果不於表1 . A1

、由表1顯然易知，實例ΓΧ4滿足全部用^ 遲為40奈米或以上的要求，而比較例無法滿足該項要求 (比較例2未能部分滿足該要求）。〆 I色特徵著色特徵係基於下示條件查驗，實例1及4及比較例1及2

C:\總檔\89\89122960\89122960(替換)-l.ptc 第 23 頁 1286646 ----案號 89122960__车月日_^___ 五、發明說明（2〇) 所得導光板係設置於光漫射反射器與偏振器間。此種查驗中’平行偏振器之軸向方向的延遲對色彩不具影響，但於其匕方向的延遲對反射光著色有影響。於其它方向因延遲造成的著色係根據延遲幅度改變。換言之反射光色彩由極為淺褐色（高反射比）變褐色因而由海軍藍改變成藍色範圍。前文說明結果如下。實例1中未見著色，原因在於反射光無色透明。實例4中，觀察到距閘部之徑向方向發生延遲’但色彩為褐色接近無色，表示事實上該項延遲小。它方面’比較例1中，反射光整體著色為褐色。比較例2中，反射光於閘部著色為透明褐色。如此色彩的改變係沿徑向方向’因此當偏振器旋轉時由閘部的徑向方向發生延遲。此外極為接近閘部觀察到著色為海軍藍指示延遲約為1 40 奈米。亮度各實例及比較例所得液晶顯示裝置係於透射及反射兩種模式藉亮度計（BM7，脫普空公司製造）於白光顯示狀態查驗前方亮度。透射模式之亮度係於光源於暗室中打開的條件評估。反射模式的亮度係於光源於暗室關閉的狀態以及液晶顯示裝置係藉由液晶顯示裝置中部上方丨〇厘米距離設置的環形照明單元照明。前文說明結果示於表2。

C:\ 總檔\89\89122960\89122960(替換）-1. 1286646 ----tE 89122flfin_年月日絛正五、發明說明（21) 表2 前方亮度（燭光/平方米）透射模式反射模式實例1 377 860 實例2 361 845 實例3 r 356 853 實例4 326 801 比較例1 355 594 比較例2 322 662 表2顯然易知比較例1及2之反射模式亮度比實例降低。各實例中，於光源關閉以及液晶未操作條件下，於室内照明之下觀察獲得均勻、顯示。它方面，比較例2中，閘部的附近暗’故於閘部附近著色造成顯示不均勻。比較例 1中顯示畫面全體皆暗，故比較實例觀察得著色成淡褐色。它方面’當未使用丙烯酸系板加強的反射器設置於實例 1且反射器蓄意起縐或局部彎曲時，於反射及透射兩種模式皆明確觀察到皺紋等，故能視度降低。當反射器黏合至導光板，如實例2至4所示時未發生起縐、局部彎曲等，經常可獲得良好顯示。由前文說明瞭解光源可於實例中藉開關電源而開關，因而達成液晶顯示裝置於透射模式及反射模式二者皆具有良好顯示特性，以及使用反射模式可節省電力消耗因而可延長可攜式顯示裝置等的電池壽命。

C:\總檔\89\89122960\89122960(替換）-l.ptc 第 25 頁 1286646 案號 89122960 曰修正五、發明說明（22) 雖然已經以較佳形式且以某種程度的特殊性說明本發明，但須瞭解可未悖離如隨後之申請專利範圍界定此本發明之精髓及範圍對本較佳形式之揭示構造細節以及部件組合及排列上做出改變。元件編號之說明 1 導光板 2 光源 3 反射層 4 液晶開閉器 11 上表面 11a 短侧面 lib 長側面 12 下表面 12a 參考平面 13 入射側表面 14 對向端 41 偏振器 42 液晶晶格 43 偏振器

C:\總檔\89\89122960\89122960(替換）-l.ptc 第 26 頁 1286646 案號 89122960 曰修正圖式簡單說明附圖中：圖1為剖面圖顯示液晶顯示裝置之一例；圖2為側視圖顯示導光板之光輸出裝置；圖3為視圖顯示透射模式之觀視狀態；以及圖4為視圖顯示反射模式之觀視狀態。

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Claims

1286兩瓦~ a 六、申請專Wilnir 1 · 一種液晶顯示裝置，包含： ‘光板’包括一上表面，一與上表面相對的下表面，一入射侧面以及一光輸出裝置形成於上表面，該導光板具有介於上與下表面間的延遲為4〇奈米或以下；一光源，設置於入射側面上；一反射層，設置於下表面上；以及一液晶開閉器，設置於上表面且包括一液晶晶格；以及至少一偏振器，藉此來自光源入射於入射側面之入射光通過光輸出裝置由下表面射出，然後射出之光於反射層反射’以及然後於反射光透射通過導光板，因而最終由上表面射出。 2 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該光可被開啟及關閉。 3 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該光輸出裝置包括至少斜面及平坦面，各該斜面係面對入射側面且係以相對於下表面之參考平面由35至45度範圍的角度傾斜，各該平坦面係以1 〇度或以下的交叉角度交叉參考平面，因此平坦面於參考平面之投射面積係等於或大於斜面於參考平面之投射面積之八倍。 4 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該光輸出裝置係由連續或非連續仿稜鏡不規則度重複結構以5〇微米至1 · 5毫米之節距間隔排列組成，各該仿稜鏡不規則度具有一短側面及一長侧面的組合，該短側面係由一斜面製成，斜面由入射側面朝向於入射侧面相對的對向側面傾

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_案號891乃Qfin 六、申請專利範圍斜，傾斜的傾角相對於參考平面係於35至45度之範圍；該長侧面係由斜面製成，斜面相對於參考平面係以〇 (不含）至1 0度範圍之傾角傾斜，故長側面整體之傾角差異為5度或以下’田比鄰長侧面間之傾角差異為1度或以下，以及長側面於參考平面之凸起面積係等於或大於短侧面於參考平面之凸起面積之八倍。 5·如申請專利範圍第4項之液晶顯示裝置，其中用以形成該光輸出裝置之仿棱鏡不規則度重複節距為恆定。 6 ·如申請專利範圍第4項之液晶顯示裝置，其中於用以形成該光輸出裝置之仿稜鏡不規則度的各該短側面具有寬度就短側面於參考平面之凸起寬度而言為4〇微米或以下。 7·如申請專利範圍第4項之液晶顯示裝置，其中用以形成光輸出裝置之仿稜鏡不規則度之脊線方向相對於入射側面之參考平面炎角為±35度。 8 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該導光板係設置成入射於下表面之光透射通過導光板，因而以總透射比為90%或以上由上表面射出。 9 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該設置於導光板下表面的反射層係由金、銀、紹或電介質多層膜製成。、曰、 1 0 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該反射層快速沾黏至導光板的下表面因而與導光板整合一體。 11.如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該反射層設置用於漫射反射光。

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12· —種導光板，包含：一上表面；一與該上表面相對的下表面；一入射侧面；一光輸出裝置，形成於上表面；以及一與下表面整合一體之反射層；其中遺導光板具有介於上與下表面間的延遲為4〇奈米或以下’ /入射於入射側面之光由下表面經由光輸出裝置射出，然後射出之光由反射層反射，以及由反射光透射通過導光板’因而最終由導光板之上表面射出，以及該光輸出裝置包括至少斜面及平坦面，各該斜面係面對入射側面且係以相對於下表面之參考平面由35至45度範圍的角^傾斜’各該平坦面係以1〇度或以下的交叉角度交又參考平面’因此平坦面於參考平面之投射面積係等於或大於斜面於參考平面之投射面積之八倍。 13·如申請專利範圍第12項之導光板，其中該光輸出襄置係由連續或非連續仿稜鏡不規則度重複結構以5〇微米至 1 · 5毫米之節距間隔排列組成，各該仿稜鏡不規則度具有一短側面及一長侧面的組合，該短側面係由一斜面製成，斜面由入射側面朝向於入射側面相對的對向侧面傾斜，傾斜的傾角相對於參考平面係於35至45度之範圍；該長側面係由斜面製成，斜面相對於參考平面以〇(不含）至1〇度範圍之傾角傾斜，故長侧面整體之傾角差異為5度或以下，

1286646 號 89122Qfin 六、申請專利範圍月曰修正田比鄰長側面間之傾角差異為1度或以下，以及長側面於參考平面之凸起面積係等於或大於短侧面於參考平面之凸起面積之八倍。 4 ·如申請專利範圍第1 3項之導光板，其中用以形成該光輸出裝置之仿棱鏡不規則度重複節距為恆定。 > 15 ·如申請專利範圍第1 3項之導光板，其中於用以形成該光輸出裝置之仿稜鏡不規則度的各該短侧面具有寬度就短侧面於參考平面之凸起寬度而言為4〇微米或以下。 1 6 ·如申吻專利範圍第1 3項之導光板，其中用以形成光，f裝置之仿稜鏡不規則度之脊線方向相對於入射侧面之參考平面夾角為±35度。 17.如申請專利範圍第12項之導光板，其中光係透射通過導光板因而於無反射層之條件下，當光入射於下表面時光係以總透射比為90%或以上由上表面射出。 1 8·如申請專利範圍第丨2項之導光板，其中該與下表面整合一體之反射層係由金、銀、鋁或電介質多x層膜製成。 19. 如申請專利範圍第12項之導光板’其中該與下表面整合一體之反射層係經由黏著層沾黏至下表面，同基底膜支持。 ^ ’一 20. 如申請專利範圍第12項之導光板，其中該反射層係設置用於漫射反射光。曰 C:\總檔\89\89122960\89122960(替換）-l.ptc 第 31 頁 1286646

FEB 1 6 2007 替換頁

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