TWI468791B - 液晶顯示器 - Google Patents

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Description

液晶顯示器
本揭露是有關於一種液晶顯示器，特別是有關於一種利用光學繞射現象來改善可視範圍之廣視角液晶顯示器。
隨著薄膜電晶體製作技術快速的進步，液晶顯示裝置由於具備了輕薄、省電、無輻射線等優點，而大量的應用於電視機、個人數位助理器、筆記型電腦、數位相機、攝錄影機、行動電話等各式電子產品中。然而，由於液晶顯示裝置係一非自發光之顯示器，因此，一般需利用背光源來產生光線，並使其穿透擴散膜、增亮膜等光學膜層，來形成一均勻之平面光射入液晶顯示面板，藉以呈現影像。扭轉向列型(Twisted Nematic；TN)或超扭轉向列型(Super Twisted Nematic；STN)為常用之液晶顯示器之一。TN顯示器雖然具有價格上的優勢，但是其可視角卻不大。
所謂的可視角係指顯示器在某視角範圍以內，其影像品質仍能保持一定的水準。例如，就一般桌上型液晶顯示器而言，主要的觀賞視角為正視角，故對設計者而言，因為液晶分子的不同排列會造成不同之光學效果，所以會以正視角為主要考量來設計顯示器。於是當觀察者從液晶顯示器的側視角來觀賞影像時，便會察覺到影像的色彩及亮度與正視觀賞時不同，而且會隨著視角變大而差異更大。常用的液晶顯示器中，以TN型之上述情況為最甚。
相較於上述TN型液晶顯示器顯示視角不佳的問題，垂直配向(Vertical Alignment；VA)液晶顯示器提供了另一種選擇性來滿足人們對顯示視角上的需求。
雖然VA液晶顯示器具有比TN液晶顯示器更加大的顯示視角，但VA液晶顯示器仍具有不少顯示視角上的缺點，例如視角不對稱性，所以目前業界常以多區域垂直配向(Multi-Domain Vertical Alignment，MVA)技術來解決此問題。除此以外，VA顯示器之另一問題為色偏問題，也就是相對於主視角而言，其他視角的色彩與主視角之色彩差異頗大。針對此問題，業界大多以更複雜之畫素設計搭配訊號設計來改善此問題。
這些設計雖改善了VA顯示器視角上的問題，但也伴隨了畫素設計或訊號設計複雜化、製程良率降低，開口率下降，整體成本提高等等的問題。
因此，需要一種顯示裝置，其可同時改善對比度、灰階反轉、伽瑪曲線(gamma curve)變異以及色偏等等與亮度、色度相關之影像品質問題。
本發明之一方面是在提供一種液晶顯示器，其可同時改善對比度、灰階反轉、伽瑪曲線(gamma curve)變異以及色偏等等與亮度、色度相關之影像品質問題。
根據本發明之實施例，此液晶顯示器包含液晶顯示面板、繞射片、第一偏光板、第二偏光板、第一增亮膜以及第二增亮膜。液晶顯示面板包含有液晶層。繞射片係設置於液晶顯示面板上之第一表面上，且具有至少一繞射方向。第一偏光板係設置於液晶顯示面板與繞射片之間，且具有第一吸收軸。第二偏光板係設置於液晶顯示面板之第二表面上，且具有第二吸收軸，其中第二表面係相對於第一表面，第二吸收軸與第一吸收軸實質上呈垂直排列。第一增亮膜(Brightness Enhancement Film；BEF)係具有第一集光方向。第二增亮膜係具有第二集光方向，此第二集光方向與第一集光方向實質上呈垂直排列，其中第二增亮膜係設置於第一增亮膜上且相對於第二偏光板之另一側，且繞射方向與第一集光方向呈實質上平行或實質上垂直排列。
根據本發明之一實施例，此液晶顯示器包含液晶顯示面板、繞射片、第一偏光板、第二偏光板、第一增亮膜以及第二增亮膜。液晶顯示面板包含有液晶層。繞射片係設置於液晶顯示面板上之第一表面上，且具有至少一繞射方向。第一偏光板係設置於液晶顯示面板與繞射片之間，且具有第一吸收軸。第二偏光板係設置於液晶顯示面板之第二表面上，且具有第二吸收軸，其中第二表面係相對於第一表面，第二吸收軸與第一吸收軸實質上呈垂直排列。第一增亮膜係具有第一集光方向。第二增亮膜係具有第二集光方向，此第二集光方向與第一集光方向實質上呈垂直排列，其中第二增亮膜係設置於第一增亮膜上且相對於第二偏光板之另一側，且第一繞射方向與第一集光方向所夾之一角度係介於-110度～-65度或-30度～20度之範圍內。
根據本發明之一實施例，此液晶顯示器包含液晶顯示面板、繞射片、第一偏光板、第二偏光板、第一增亮膜以及第二增亮膜。液晶顯示面板包含有液晶層。繞射片係設置於液晶顯示面板上之第一表面上，且具有至少一繞射方向。第一偏光板係設置於液晶顯示面板與繞射片之間，且具有第一吸收軸。第二偏光板係設置於液晶顯示面板之第二表面上，且具有第二吸收軸，其中第二表面係相對於第一表面，第二吸收軸與第一吸收軸實質上呈垂直排列。第一增亮膜係具有第一集光方向。第二增亮膜係具有第二集光方向，此第二集光方向與第一集光方向實質上呈垂直排列，其中第二增亮膜係設置於第一增亮膜上且相對於第二偏光板之另一側，且第一繞射方向與第一集光方向所夾之一角度係介於-115度～-60度或-30度～15度之範圍內。
根據本發明之一實施例，此液晶顯示器包含液晶顯示面板、繞射片、第一偏光板、第二偏光板、第一增亮膜以及第二增亮膜。液晶顯示面板包含有液晶層。繞射片係設置於液晶顯示面板上之第一表面上，且具有至少一繞射方向。第一偏光板係設置於液晶顯示面板與繞射片之間，且具有第一吸收軸。第二偏光板係設置於液晶顯示面板之第二表面上，且具有第二吸收軸，其中第二表面係相對於第一表面，第二吸收軸與第一吸收軸實質上呈垂直排列。第一增亮膜係具有第一集光方向。第二增亮膜係具有第二集光方向，此第二集光方向與第一集光方向實質上呈垂直排列，其中第二增亮膜係設置於第一增亮膜上且相對於第二偏光板之另一側，且第一吸收軸與第一集光方向呈實質上平行或實質上垂直排列。
根據本發明之一實施例，此液晶顯示器包含液晶顯示面板、繞射片、第一偏光板、第二偏光板、第一增亮膜以及第二增亮膜。液晶顯示面板包含有液晶層。繞射片係設置於液晶顯示面板上之第一表面上，且具有至少一繞射方向。第一偏光板係設置於液晶顯示面板與繞射片之間，且具有第一吸收軸。第二偏光板係設置於液晶顯示面板之第二表面上，且具有第二吸收軸，其中第二表面係相對於第一表面，第二吸收軸與第一吸收軸實質上呈垂直排列。第一增亮膜係具有第一集光方向。第二增亮膜係具有第二集光方向，此第二集光方向與第一集光方向實質上呈垂直排列，其中第二增亮膜係設置於第一增亮膜上且相對於第二偏光板之另一側，且第一吸收軸向與第一集光方向所夾之角度係介於-25度～20度、70度～115度、-115度～-25度以及-20度～15度之範圍內。
由以上說明可知，本發明之實施例係藉由繞射片的設置來改善液晶顯示器的視角均勻度，同時亦藉由調整繞射片之繞射方向、增亮膜之集光方向以及偏光板之吸收軸向之間的夾角角度來改善液晶顯示器的暗態表現。
 第一實施例
請參照第1圖，其係繪示根據本發明一實施例之顯示裝置100的結構示意圖。顯示裝置100包含顯示器110和繞射片120。顯示器110可為TN液晶顯示器、VA液晶顯示器、電漿顯示器、有機發光二極體顯示器及電子紙顯示器或其他用來顯示影像之顯示器，而繞射片120可為設置有光柵(例如相位光柵)之膜片，置放於顯示器110之出光面，用以繞射顯示器110所發出之光線。另外，在本發明之其他實施例中，繞射片120可置放於顯示器110之液晶面板與第一偏光板之間。
在本實施例中，光線的出射方向係以球座標系中的天頂角θ和方位角ψ來表示。然而，在本發明實施例中，球座標系的X-Y平面係以0度、90度、180度和-90度來定義。例如，以繞射片120之表面為X-Y平面，而正Z軸之方向則由繞射片120向觀察者方向延伸，故顯示裝置100的視角可表示為(θ,ψ)。以右視角和左視角為例，其可分別以(α,0)和(β,180)來表示，其中0度≦α,β≦90度。類似地，上視角和下視角可分別表示為(γ,90)和(δ,-90)，其中0度≦γ,δ≦90度。
另外，本實施例之繞射方向係以光柵結構上波峰(波谷)連線之方向來定義。例如，當光柵結構為垂直排列時，其繞射方向為水平方向。又例如，當光柵結構為水平排列時，其繞射方向為垂直方向。廣義而言，繞射方向係垂直於光柵結構的延伸方向。
請同時參照第2a圖和第2b圖，第2a圖係繪示使用者於側視角觀察顯示器110的示意圖，第2b圖係繪示使用者於側視角觀察顯示裝置100的示意圖。在本實施例中，顯示器110為液晶顯示器。假設顯示器110的正視角為θ=0度，斜視角最大範圍為θ=90度，顯示器110會發生影像品質相對於正視角有改變的視角範圍為天頂角θ介於90~10度。此即表示當使用者於超過10度之側視角時來觀察顯示器110時，會發現顯示器110的影像有對比度降低、灰階反轉、伽瑪曲線變異或色偏等問題。當然，比較的基準未必是以正視角影像為基準，例如可依原設計中影像最佳化之角度為比較基準。
以下僅以改善30度左視角之影像品質來舉例說明。請參照第2a圖，使用者在正視角(0度視角)所觀察某特定範圍(例如圖中之車子)得到的觀察影像為I1 (亦稱為正視角影像I1 )，在左視角30度側視角所觀察該特定範圍得到的觀察影像為I2 (亦稱為側視角影像I2 )，由於光源經過液晶層所造成的相位延遲(phase retardation)不一樣，使得正視角影像I1 和側視角影像I2 中，位於相同位置的像素的色相(hue)、彩度(saturation)或明度(brightness)明顯不同，造成顯示器110的視角均勻性劣化。因此，本實施例利用繞射片120來將構成正視角影像I1 的光線部分繞射至左視角30度，以利用正視角影像I1 的部份成份來補償側視角影像I2 。
值得注意的是，在本實施例中，當正視角影像I1 和側視角影像I2 中，位於相同位置的像素的亮度的差值超過原本亮度(正視角影像I1 像素的亮度)的3%時，即視為明顯不同。又，當正視角影像I1 和側視角影像I2 中，位於相同位置的像素的色座標的差值超過(正視角影像I1 像素的亮度)0.001時，亦視為明顯不同。然而，在本發明之其他實施例中，這些閥值是可以根據使用者條件而變更的。另外。當正視角影像I1 和側視角影像I2 的伽瑪曲線分別對應的伽瑪值(gamma value)之差值小於0.1時，则視為伽瑪曲線發生變異。
如第2b圖所示，當使用者於30度左視角來觀察顯示裝置100時，其所觀察到的觀察影像I4 (亦稱為側視角影像I4 )，會相當於第2a圖之側視角影像I2 未被繞射出去的分量加上正視角影像I1 繞射於30度左視角的分量，即I4 =JI2 +kI1 ，其中J,k為小於1之正數。同時，由於構成正視角影像I1 的光線被繞射至側視角，因此正視角影像I1 會轉變成亮度較小的正視角影像I3 。
對於側視角影像I4 而言，若正視角影像I1 繞射於側視角的分量(即kI1 )夠強，而使得側視角未被繞射出去的影像JI2 對側視角影像I4 的貢獻相對較小時，即可減少正視角影像I3 與側視角影像I4 的影像差異，使得側視角影像I4 的影像品質提升。值得注意的是，前述之影像差異係指位在影像I3 和I4 中相同位置之兩像素的色相、彩度和明度之差異，而影像差異變小即代表顯示裝置的視角均勻性提高了。
雖然本發明實施例所提供之顯示裝置100具有較佳的視角均勻性，但在顯示暗態影像時，顯示裝置100的表現效果並不好。在顯示裝置100中，雖然繞射片可將正視角的影像繞射至側視角來彌補側視角影像的缺陷，但側視角影像也可能會透過繞射片繞射回正視角而干擾。此種現象在顯示裝置100顯示暗態影像時較為明顯，因為一般的液晶顯示器在正視角或偏光板吸收軸向上的漏光幾乎等於零，只有在偏光板斜方向上會有漏光，然而顯示裝置100可能因為側視角繞射的關係而導致使用者在正視角或偏光板吸收軸向觀察到漏光現象(即暗態效果不佳)，因此本發明之其他實施例將針對顯示裝置100來進行改良，以提供具有較佳暗態效果的液晶顯示器。
值得注意的是，以下的實施例將討論偏光板、繞射片與增亮膜的彼此之間的對應關係(繞射片與偏光板固定不動，僅轉動增亮膜)，以提供具有較佳暗態效果的液晶顯示器，因此下述實施例之實驗數據僅利用偏光板、繞射片、增亮膜與光源來實驗得出。然而，本領域之習知技藝者應可了解因為本實驗注重於討論面版暗態之情況，而顯示器之暗態漏光有一大部份的成因是來自於交錯式增亮膜(crossed polarizer)之斜向暗態漏光，故藉此實驗所獲得之實驗數據應可應用於具有完整結構的液晶顯示器中。
第二實施例
請參照第3圖，其係繪示根據本發明實施例之液晶顯示器300的結構示意圖。液晶顯示器300為VA液晶顯示器且包含繞射片310、第一偏光板320、液晶面板330、第二偏光板340、第一增亮膜350、第二增亮膜360以及背光模組370。在本實施例中，液晶面板330係由液晶層332、薄膜基板334和彩色濾光片336所組成，但本發明之實施例並不受限於此。
繞射片310和第一偏光板320係設置於液晶面板330之表面330a上方，且第一偏光板320係介於繞射片310與液晶面板330之間。第二偏光板340、第一增亮膜350、第二增亮膜360以及背光模組370係設置於液晶面板330之表面330b下方，其中表面330a係相對於表面330b。另外，誠如本發明第一實施例所言，繞射片310亦可設置於第一偏光板320與液晶面板330之間。
第一偏光板320與第二偏光板340各別具有光線吸收軸向322與324，且光線吸收軸向322與324實質上呈垂直排列。第一增亮膜350與第二增亮膜360各別具有集光方向352與354。集光方向352與354亦實質上呈垂直排列。
請參照第3a圖，其係繪示本發明實施例之增亮膜的結構示意圖。增亮膜之集光方向係由增亮膜上的圖案結構方向來定義。例如，當增亮膜上的圖案結構355為垂直方向時，其集光方向即為水平方向。又例如，當增亮膜上的圖案結構為水平方向時，其集光方向即為垂直方向。由此可知，本發明實施例所定義之集光方向係垂直於增亮膜之圖案結構方向。另外，在本發明之其他實施例中，增亮膜可包含有兩種以上的圖案結構，而此時的集光方向可利用平均圖案結構方向來定義。例如當增亮膜同時包含有85度和95度方向的圖案結構時，平均圖案結構方向為90度，因此其集光方向定義為180度。
請參照第3b圖，其係繪示本發明實施例之偏光板吸收軸向322與324、繞射片310之繞射方向312以及第一增亮膜350集光方向352的關係示意圖，其中x軸係作為參考座標軸，例如第一偏光板340吸收軸向322係代表0度和180度，第二偏光板320吸收軸向324係代表90和-90度。在本實施例中，繞射方向312為45度，而增亮膜集光方向352與偏光板吸收軸向322之夾角為θ1 ，θ1 為變量。
請參照第3c圖，其係顯示本發明實施例之液晶顯示器300在各夾角θ1 下的暗態亮度，其中Dmax 係代表最大亮度值，Dmin 係代表最小亮度值，其亮度差值為ΔD。由第3c圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準(意即可容許之暗態亮度範圍為Dmin ~Dmin +1/2*ΔD之間)，則可發現當θ1 介於-75~-20度之間或5~80度之間時，液晶顯示器300的暗態表現較佳。意即，在偏光板吸收軸向固定不動的情況下，繞射方向312與增亮膜集光方向352之夾角(後者減去前者，即集光方向角度減去繞射方向角度的差值)，例如θ1 介於-75~-20度之間或5~80度時，繞射方向312與增亮膜集光方向352之夾角為θ1 -45度)係介於-120~-65度之間或-40~35度之間時，液晶顯示器300的暗態表現較佳。
又，若以1/4的ΔD作為暗態標準(意即可容許之暗態亮度範圍為Dmin ~Dmin +1/4*ΔD之間)，則可發現當θ1 介於-60~-20度之間或15~60度之間時，液晶顯示器300的暗態表現較佳，而此時繞射方向312與增亮膜集光方向352之夾角係介於-105~-65度之間或-30~15度之間。又，若以1/8的ΔD作為暗態標準(意即可容許之暗態亮度範圍為Dmin ~Dmin +1/8*ΔD之間)(也就是暗態亮度值為Dmin ~Dmin +1/8*ΔD之範圍皆暗態亮度可容許之範圍)，則可發現當θ1 介於-40~-25度之間或20~55度之間時，液晶顯示器300的暗態表現較佳，而此時繞射方向312與增亮膜集光方向352之夾角係介於-85~-70度之間或-25~10度之間。
然而，對於人眼而言，以1/2的ΔD作為暗態的亮度標準已足夠讓使用者無法察覺到明顯的暗態變化現象，故本實施例係以1/2的ΔD作為液晶顯示器的暗態亮度標準。
另外，在本實施例中，若考慮集光方向352與吸收軸向322的夾角對暗態漏光的影響，由於θ1 剛好亦為集光方向352與吸收軸向322的夾角，因此當吸收軸向322與集光方向352之夾角(集光方向角度減去吸收軸向322角度的差值)介於-75~-20度之間或5~80度之間時，液晶顯示器的暗態顯示效果較佳。
值得注意的是，當繞射片310的繞射方向改變時，上述可使液晶顯示器之暗態表現較佳的角度範圍也會改變。例如，請參照第4a圖，其係繪示本發明一實施例之液晶顯示器之偏光板吸收軸向322與324、繞射片310之繞射方向312以及第一增亮膜集光方向352的關係示意圖，其中繞射方向312為0度。當繞射片310的繞射方向312變成0度時，液晶顯示器300在各夾角θ1 下的暗態亮度如第4b圖所示。
由第4b圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ1 介於-30~25度之間或55~125度之間時，液晶顯示器的暗態表現較佳，而此時繞射方向312與增亮膜集光方向352之夾角係介於-30~25度之間或55~125度之間(繞射方向為0度)。又，若以1/4的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ1 介於-20~10度之間時，液晶顯示器的暗態表現較佳，而此時繞射方向312與增亮膜集光方向352之夾角係介於-20~10度之間。又，若以1/8的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ1 介於-15~0度之間時，液晶顯示器的暗態表現較佳，而此時繞射方向312與增亮膜集光方向352之夾角係介於-15~0度之間。
另外，在此繞射方向312為0度之實施例中，若考慮集光方向352與吸收軸向322的夾角對暗態漏光的影響，由於θ1 剛好亦為集光方向352與吸收軸向322的夾角，因此當吸收軸向322與集光方向352之夾角(集光方向角度減去吸收軸向322角度的差值)介於-30~25度之間或55~125度之間時，液晶顯示器的暗態顯示效果較佳。
在本發明其他實施例中，繞射片310可具有兩個繞射方向，例如第一繞射方向與第二繞射方向等，且第一繞射方向與第一偏光板之吸收軸夾角322以及第二繞射方向與第一偏光板之吸收軸向322的夾角分別為45度和0度，以使液晶顯示器的視角均勻度更佳。此時，吸收軸向322與集光方向352之夾角可介於-30~-20度之間或55~80度之間，以改善液晶顯示器的暗態顯示效果。又，繞射方向與吸收軸向夾角45度與-45度對顯示器之暗態分佈趨勢為類似的，0度與90度亦類似的，故可類推只要有任二搭配，皆可適用。
第三實施例
請參照第5圖，其係繪示根據本發明實施例之液晶顯示器500的結構示意圖。液晶顯示器500為TN液晶顯示器，且包含繞射片510、第一偏光板520、液晶面板530、第二偏光板540、第一增亮膜550、第二增亮膜560以及背光模組570。在本實施例中，液晶面板530係由液晶層532、薄膜基板534和彩色濾光片536所組成，但本發明之實施例並不受限於此。
繞射片510和第一偏光板520係設置於液晶面板530之表面530a上方，且第一偏光板520係介於繞射片510與液晶面板530之間。第二偏光板540、第一增亮膜550、第二增亮膜560以及背光模組570係設置於液晶面板530之表面530b下方，其中表面530a係相對於表面530b。另外，誠如本發明第一實施例所言，繞射片510亦可設置於第一偏光板520與液晶面板530之間。
第一偏光板520與第二偏光板540各別具有光線吸收軸向522與524，且光線吸收軸向522與524實質上呈垂直排列。第一增亮膜550與第二增亮膜560各別具有集光方向552與554。集光方向552與554亦實質上呈垂直排列。
請參照第5a圖，其係繪示本發明實施例之偏光板吸收軸向522與524、繞射片510之繞射方向512以及增亮膜集光方向552的關係示意圖，其中x軸(5a圖請標示x軸)為參考座標軸，而偏光板吸收軸向522為45度，偏光板吸收軸向524為135度，繞射方向512為45度。在本實施例中，增亮膜集光方向552與x軸之夾角為θ2 ，θ2 為變量。
請參照第5b圖，其係繪示本發明實施例之液晶顯示器500在各夾角θ2 下的暗態亮度。由第5b圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ2 介於-65~-15度之間或0~70度之間時，液晶顯示器500的暗態表現較佳，而此時繞射方向512與增亮膜集光方向552之夾角係介於-110~-60度之間或-45~25度之間。
又，若以1/4的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ2 介於-50~-25度之間或20~60度之間時，液晶顯示器300的暗態表現較佳，而此時繞射方向512與增亮膜集光方向552之夾角係介於-95~-70度之間或-25~15度之間。
然而，對於人眼而言，以1/2的ΔD作為暗態的亮度標準已足夠讓使用者無法察覺到明顯的暗態變化現象，故本實施例係以1/2的ΔD作為液晶顯示器的暗態亮度標準。
另外，在本實施例中，若考慮集光方向552與吸收軸向522的夾角對暗態漏光的影響，則可從第5b圖中得知，當吸收軸向522與集光方向552之夾角介於-110~-60度之間或-45~25度之間時(以1/2的ΔD作為暗態亮度標準)，液晶顯示器的暗態顯示效果較佳。
值得注意的是，當繞射片510的繞射方向改變時，上述可使液晶顯示器之暗態表現較佳的角度範圍也會改變。例如，請參照第6a圖，其係繪示根據本發明一實施例之液晶顯示器之偏光板吸收軸向522與524、繞射片510之繞射方向512以及第一增亮膜集光方向552的關係示意圖，其中繞射方向512為0度。當繞射片510的繞射方向512變成0度時，液晶顯示器在各夾角θ2 下的暗態亮度如第6b圖所示。
由第6b圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ2 介於-30~20度之間或55~130度之間時，液晶顯示器300的暗態表現較佳，而此時繞射方向512與增亮膜集光方向552之夾角係介於-30~20度之間或55~130度之間(繞射方向為0度)。又，若以1/4的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ2 介於-25~10度之間時，液晶顯示器的暗態表現較佳，而此時繞射方向512與增亮膜集光方向552之夾角係介於-25~10度之間。又，若以1/8的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ2 介於70~115度之間時，液晶顯示器的暗態表現較佳，而此時繞射方向512與增亮膜集光方向552之夾角係介於70~115度之間。
另外，在此繞射方向512為0度之實施例中，若考慮集光方向552與吸收軸向522的夾角對暗態漏光的影響，則可從第6b圖中得知，當吸收軸向522與集光方向552之夾角介於-75~-25度之間或10~85度之間時(以1/2的ΔD作為暗態亮度標準)，液晶顯示器的暗態顯示效果較佳。在本發明其他實施例中，繞射片510可具有兩個繞射方向，例如第一繞射方向與第二繞射方向等，且第一繞射方向與第一偏光板之吸收軸夾角522以及第二繞射方向與第一偏光板之吸收軸向522的夾角分別為0度和-45度，以使液晶顯示器的視角均勻度更佳。此時，吸收軸向522與集光方向552之夾角可介於-75~-60度之間或10~25度之間，以改善液晶顯示器的暗態顯示效果。又，繞射方向與吸收軸向夾角45度與-45度對顯示器之暗態分佈趨勢為類似的，0度與90度亦類似的，故可類推只要有任二搭配，皆可適用。
由本發明之第二實施例和第三實施例可知，本發明實施例提供了增亮膜集光方向與繞射片繞射方向的角度關係設計，以分別針對VA液晶顯示器和TN液晶顯示器來改善正視角所觀察到的暗態漏光現象。然而，若是不受限於液晶顯示器之種類(VA或TN或是繞射片的繞射方向(0或45度)，繞射片繞射方向與增亮膜集光方向的夾角可為上述較佳角度範圍的交集，即-110~-65度以及-30~20度之間，例如繞射片繞射方向與增亮膜集光方向可為實質上垂直(大約90度)或實質上平行設置(大約0度)。另外，對於具有兩個繞射方向之繞射片，例如兩繞射方向與第一偏光板之吸收軸向的夾角分別為45/-45度和0/90度)之任一種液晶顯示器而言，第一偏光板吸收軸向與第一BEF集光方向之夾角角度可選自由-30度～-20度、-75度～-60度、55度～80度或10度～25度所組成之角度範圍之一者。
第四實施例
請參照第7圖，其係繪示根據本發明實施例之液晶顯示器700的結構示意圖。液晶顯示器700為VA液晶顯示器且包含繞射片710、第一偏光板720、液晶面板730、第二偏光板740、第一增亮膜750、第二增亮膜760以及背光模組770。在本實施例中，液晶面板730係由液晶層732、薄膜基板734和彩色濾光片736所組成，但本發明之實施例並不受限於此。
繞射片710和第一偏光板720係設置於液晶面板730之表面730a上方，且第一偏光板720係介於繞射片710與液晶面板730之間。第二偏光板740、第一增亮膜750、第二增亮膜760以及背光模組770係設置於液晶面板730之表面730b下方，其中表面730a係相對於表面730b。另外，誠如本發明第一實施例所言，繞射片710亦可設置於第一偏光板720與液晶面板730之間。
第一偏光板720與第二偏光板740各別具有光線吸收軸向722與724，且光線吸收軸向722與724實質上呈垂直排列。第一增亮膜750與第二增亮膜760各別具有集光方向752與754。集光方向752與754亦實質上呈垂直排列。
請參照第7a圖，其係繪示本發明實施例之偏光板吸收軸向722與724、繞射片710之繞射方向712以及第一增亮膜750集光方向752的關係示意圖，其中x軸參考座標軸，例如第一偏光板720吸收軸向722係代表0度和180度，第二偏光板740吸收軸向724係代表90和-90度。在本實施例中，繞射方向712為45度，而增亮膜集光方向752與偏光板吸收軸向722之夾角為θ3 ，θ3 為變量。
請參照第7b圖，其係顯示本發明實施例之液晶顯示器700在各夾角θ3 下，在第一偏光板之吸收軸向724上所觀察到的暗態亮度。意即，第7b圖係顯示觀察者在天頂角為45度與方位角為0度所觀察到的暗態亮度，以及在天頂角為45度與方位角為270度所觀察到的暗態亮度。在本實施例中，將討論偏光板吸收軸向上的暗態漏光變化，由於常用之側視角範圍約略為30~60度天頂角，取其平均值，故以天頂角45度作為觀測基準。
首先考慮觀察者在天頂角θ為45度與方位角為0度所觀察到的暗態亮度。由第7b圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ3 介於15~45度之間或-5~-90度之間時，液晶顯示器700的暗態表現較佳。意即，在偏光板吸收軸向固定不動的情況下，繞射方向712與增亮膜集光方向752之夾角係介於-30~0度之間或-50~-135度之間時，液晶顯示器700的暗態表現較佳。又，若以1/4的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ3 介於20~35度之間時，液晶顯示器700的暗態表現較佳，而此時繞射方向712與增亮膜集光方向752之夾角係介於-25~-10度之間。
接著考慮觀察者在天頂角為45度與方位角為270度所觀察到的暗態亮度。由第7b圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ3 介於-5~-60度之間或40~80度之間時，液晶顯示器700的暗態表現較佳。意即，在偏光板吸收軸向固定不動的情況下，繞射方向712與增亮膜集光方向752之夾角係介於-50~-105度之間或-5~35度之間時，液晶顯示器700的暗態表現較佳。
然而，對於人眼而言，以1/2的ΔD作為暗態的亮度標準已足夠讓使用者無法察覺到明顯的暗態變化現象，故本實施例係以1/2的ΔD作為液晶顯示器的暗態亮度標準。
另外，在本實施例中，若考慮集光方向752與吸收軸向722的夾角對暗態漏光的影響，由於θ3 剛好亦為集光方向752與吸收軸向722的夾角，因此當吸收軸向722與集光方向752之夾角介於15~45度之間或-5~-90度之間時(針對在天頂角為45度與方位角為0度之觀察者而言)，或介於-5~-60度之間或40~80度之間時(針對在天頂角為45度與方位角為270度之觀察者而言)，液晶顯示器的暗態顯示效果較佳。
值得注意的是，當繞射片710的繞射方向改變時，上述可使液晶顯示器之暗態表現較佳的角度範圍也會改變。例如，請參照第8a圖，其係繪示本發明一實施例之液晶顯示器之偏光板吸收軸向722與724、繞射片710之繞射方向712以及第一增亮膜集光方向752的關係示意圖，其中繞射方向712為0度。當繞射片710的繞射方向712變成0度時，液晶顯示器700在各夾角θ3 下的暗態亮度如第8b圖所示。
首先考慮觀察者在天頂角θ為45度與方位角為0度所觀察到的暗態亮度。由第8b圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ3 介於65~125度之間或-40~20度之間時，液晶顯示器700的暗態表現較佳。意即，在偏光板吸收軸向固定不動的情況下，繞射方向712與增亮膜集光方向752之夾角係介於65~125度之間或-40~20度之間時，液晶顯示器700的暗態表現較佳。又，若以1/4的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ3 介於-25~5度之間時，液晶顯示器700的暗態表現較佳，而此時繞射方向712與增亮膜集光方向752之夾角係介於-25~5度之間。又，若以1/8的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ3 介於75~105度以及-10~0度之間時，液晶顯示器700的暗態表現較佳，而此時繞射方向712與增亮膜集光方向752之夾角係介於75~105度及-10~0度之間。
接著考慮觀察者在天頂角為45度與方位角為270度所觀察到的暗態亮度。由第8b圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ3 介於70~125度之間時，液晶顯示器700的暗態表現較佳。意即，在偏光板吸收軸向固定不動的情況下，繞射方向712與增亮膜集光方向752之夾角係介於70~125度之間時，液晶顯示器700的暗態表現較佳。
另外，在此繞射方向712為0度之實施例中，若考慮集光方向752與吸收軸向722的夾角對暗態漏光的影響，由於θ3 剛好亦為集光方向752與吸收軸向722的夾角，因此當吸收軸向722與集光方向752之夾角介於-40~20度之間或65~125度之間時(針對在天頂角為45度與方位角為0度之觀察者而言)，或者介於70~125度之間時(針對在天頂角為45度與方位角為270度之觀察者而言)，液晶顯示器的暗態顯示效果較佳。
在本發明其他實施例中，繞射片710可具有2個繞射方向(例如0度和45度)，以使液晶顯示器的視角均勻度更佳。此時，吸收軸向722與集光方向752之夾角可介於-5~-40度之間或70~80度之間，以改善液晶顯示器的暗態顯示效果。又，繞射方向與吸收軸向夾角45度與-45度對顯示器之暗態分佈趨勢為類似的，0度與90度亦類似的，故可類推只要有任二搭配，皆可適用。
第五實施例
請參照第9圖，其係繪示根據本發明實施例之液晶顯示器900的結構示意圖。液晶顯示器900為TN液晶顯示器，且包含繞射片910、第一偏光板920、液晶面板930、第二偏光板940、第一增亮膜950、第二增亮膜960以及背光模組970。在本實施例中，液晶面板930係由液晶層932、薄膜基板934和彩色濾光片936所組成，但本發明之實施例並不受限於此。
繞射片910和第一偏光板920係設置於液晶面板930之表面930a上方，且第一偏光板920係介於繞射片910與液晶面板930之間。第二偏光板940、第一增亮膜950、第二增亮膜960以及背光模組970係設置於液晶面板930之表面930b下方，其中表面930a係相對於表面930b。另外，誠如本發明第一實施例所言，繞射片910亦可設置於第一偏光板920與液晶面板930之間。
第一偏光板920與第二偏光板940各別具有光線吸收軸向922與924，且光線吸收軸向922與924實質上呈垂直排列。第一增亮膜950與第二增亮膜960各別具有集光方向952與954。集光方向952與554亦實質上呈垂直排列。
請參照第9a圖，其係繪示本發明實施例之偏光板吸收軸向922與924、繞射片910之繞射方向912以及增亮膜集光方向952的關係示意圖，其中x軸為參考座標軸，而偏光板吸收軸向922為45度，偏光板吸收軸向924為135度，繞射方向912為45度。在本實施例中，增亮膜集光方向952與x軸之夾角為θ4 ，θ4 為變量。
請參照第9b圖，其係繪示本發明實施例之液晶顯示器900在各夾角θ4 下，在第一偏光板之吸收軸向924上所觀察到的暗態亮度。意即，第9b圖係顯示觀察者在天頂角為45度與方位角為0度所觀察到的暗態亮度，以及在天頂角為45度與方位角為270度所觀察到的暗態亮度。在本實施例中，將討論偏光板吸收軸向上的暗態漏光變化。
首先考慮觀察者在天頂角為45度與方位角為45度所觀察到的暗態亮度。由第9b圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ4 介於-15~-70度之間或15~60度之間時，液晶顯示器900的暗態表現較佳，而此時繞射方向912與增亮膜集光方向952之夾角係介於-60~-115度之間或-30~15度之間。又，若以1/4的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ4 介於-25~-60度之間或35~50度之間時，液晶顯示器900的暗態表現較佳，而此時繞射方向912與增亮膜集光方向952之夾角係介於-70~-105度或-10~5度之間。
接著考慮觀察者在天頂角為45度與方位角為315度所觀察到的暗態亮度。由第9b圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ4 介於-20~-65度之間或15~80度之間時，液晶顯示器900的暗態表現較佳。意即，在偏光板吸收軸向固定不動的情況下，繞射方向912與增亮膜集光方向952之夾角係介於-110~-65度之間或-30~35度之間時，液晶顯示器900的暗態表現較佳。又，若以1/8的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ4 介於-55~-40度之間時，液晶顯示器900的暗態表現較佳，而此時繞射方向912與增亮膜集光方向952之夾角係介於-100~-85度之間。
然而，對於人眼而言，以1/2的ΔD作為暗態的亮度標準已足夠讓使用者無法察覺到明顯的暗態變化現象，故本實施例係以1/2的ΔD作為液晶顯示器的暗態亮度標準。
另外，在本實施例中，若考慮集光方向952與吸收軸向922的夾角對暗態漏光的影響，由於θ4 剛好亦為集光方向952與吸收軸向922的夾角，因此當吸收軸向922與集光方向952之夾角介於-115~-60度之間或-30~15度之間時(針對在天頂角為45度與方位角為45度之觀察者而言)，或介於-110~65度之間或-30~35度之間時(針對在天頂角為45度與方位角為315度之觀察者而言)，液晶顯示器的暗態顯示效果較佳。
值得注意的是，當繞射片910的繞射方向改變時，上述可使液晶顯示器之暗態表現較佳的角度範圍也會改變。例如，請參照第10a圖，其係繪示本發明一實施例之液晶顯示器之偏光板吸收軸向922與924、繞射片910之繞射方向912以及第一增亮膜集光方向952的關係示意圖，其中繞射方向912為0度。當繞射片910的繞射方向912變成0度時，液晶顯示器700在各夾角θ4 下的暗態亮度如第10b圖所示。
首先考慮觀察者在天頂角θ為45度與方位角為0度所觀察到的暗態亮度。由第10b圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ4 介於15~-50度之間時，液晶顯示器900的暗態表現較佳。意即，在偏光板吸收軸向固定不動的情況下，繞射方向912與增亮膜集光方向952之夾角係介於15~-50度之間時，液晶顯示器900的暗態表現較佳。又，若以1/4的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ4 介於0~-40度之間時，液晶顯示器900的暗態表現較佳，而此時繞射方向912與增亮膜集光方向952之夾角係介於0~-40度之間。又，若以1/8的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ4 介於-5~-30度之間時，液晶顯示器900的暗態表現較佳，而此時繞射方向912與增亮膜集光方向952之夾角係介於-5~-30度之間。
接著考慮觀察者在天頂角為45度與方位角為315度所觀察到的暗態亮度。由第10b圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ4 介於80~130度之間時，液晶顯示器900的暗態表現較佳。意即，在偏光板吸收軸向固定不動的情況下，繞射方向912與增亮膜集光方向952之夾角係介於80~130度之間之間時，液晶顯示器900的暗態表現較佳。
另外，在此繞射方向912為0度之實施例中，若考慮集光方向952與吸收軸向922的夾角對暗態漏光的影響，由於θ4 剛好亦為集光方向952與吸收軸向922的夾角，因此當吸收軸向922與集光方向952之夾角介於-95度~-30度度之間或65度~-125度之間時(針對在天頂角為45度與方位角為45度之觀察者而言)，或者介於35度~85度之間時(針對在天頂角為45度與方位角為315度之觀察者而言)，液晶顯示器的暗態顯示效果較佳。
在本發明其他實施例中，繞射片910可具有2個繞射方向(例如0度和45度)，以使液晶顯示器的視角均勻度更佳。此時，吸收軸向922與集光方向952之夾角可介於-95~-65度之間，以改善液晶顯示器的暗態顯示效果。又，繞射方向與吸收軸向夾角45度與-45度對顯示器之暗態分佈趨勢為類似的，0度與90度亦類似的，故可類推只要有任二搭配，皆可適用。
由本發明之第四實施例和第五實施例可知，本發明實施例提供了增亮膜集光方向與繞射片繞射方向的角度關係設計，以分別針對VA液晶顯示器和TN液晶顯示器上的偏光板吸收軸向暗態漏光現象來進行改善。然而，若是不受限於液晶顯示器之種類(VA或TN或是繞射片的繞射方向(0或45度)，繞射片繞射方向與增亮膜集光方向的夾角可為上述較佳角度範圍的交集，即115~60度以及-30~15度之間，例如繞射片繞射方向與增亮膜集光方向可為實質上垂直(大約90度)或實質上平行設置(大約0度)。另外，對於具有兩個繞射方向之繞射片(例如兩繞射方向與第一偏光板之吸收軸向的夾角分別為45度和0度之任一種液晶顯示器而言，第一偏光板吸收軸向與上BEF集光方向之夾角角度可選自由40度～-5度、70度～80度或-95度～-65度所組成之角度範圍之一者。
第六實施例
請參照第11圖，其係繪示根據本發明實施例之液晶顯示器1100的結構示意圖。液晶顯示器1100為VA液晶顯示器且包含繞射片1110、第一偏光板1120、液晶面板1130、第二偏光板1140、第一增亮膜1150、第二增亮膜1160以及背光模組1170。在本實施例中，液晶面板1130係由液晶層1132、薄膜基板1134和彩色濾光片1136所組成，但本發明之實施例並不受限於此。
繞射片1110和第一偏光板1120係設置於液晶面板1130之表面730a上方，且第一偏光板1120係介於繞射片1110與液晶面板1130之間。第二偏光板1140、第一增亮膜1150、第二增亮膜1160以及背光模組1170係設置於液晶面板1130之表面730b下方，其中表面1130a係相對於表面1130b。另外，誠如本發明第一實施例所言，繞射片1110亦可設置於第一偏光板1120與液晶面板1130之間。
第一偏光板1120與第二偏光板1140各別具有光線吸收軸向1122與1124，且光線吸收軸向1122與1124實質上呈垂直排列。第一增亮膜1150與第二增亮膜1160各別具有集光方向1152與1154。集光方向1152與1154亦實質上呈垂直排列。
請參照第11a圖，其係繪示本發明實施例之偏光板吸收軸向1122與1124、繞射片1110之繞射方向1112以及第一增亮膜1150集光方向1152的關係示意圖，其中x軸係作為參考座標軸，例如第一偏光板1140吸收軸向1122係代表0度和180度，第二偏光板1120吸收軸向1124係代表90和-90度。在本實施例中，繞射方向1112為45度，而增亮膜集光方向1152與偏光板吸收軸向1122之夾角為θ5 ，θ5 為變量。
請參照第11b圖，其係顯示本發明實施例之液晶顯示器1100在各夾角θ5 下，在偏光板吸收軸向±45度之視角上所觀察到的暗態亮度。意即，第11b圖係顯示觀察者在天頂角為45度與方位角為45度所觀察到的暗態亮度，以及在天頂角為45度與方位角為315度所觀察到的暗態亮度。在本實施例中，將討論非偏光板吸收軸向上暗態漏光變化。
首先考慮觀察者在天頂角θ為45度與方位角為45度所觀察到的暗態亮度。由第11b圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ5 介於-25~115度之間時，液晶顯示器1100的暗態表現較佳。意即，在偏光板吸收軸向固定不動的情況下，集光方向1152與吸收軸向1122之夾角係介於-25~115度之間時，液晶顯示器1100的暗態表現較佳。又，若以1/4的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ5 介於0~80度之間時，液晶顯示器1100的暗態表現較佳，而此時集光方向1152與吸收軸向1122之夾角係介於0~80度之間。又，若以1/8的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ5 介於15~75度之間時，液晶顯示器1100的暗態表現較佳，而此時集光方向1152與吸收軸向1122之夾角係介於15~75度之間。
接著考慮觀察者在天頂角為45度與方位角為315度上所觀察到的暗態亮度。由第11b圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ5 介於65~205度之間時，液晶顯示器1100的暗態表現較佳。意即，在偏光板吸收軸向固定不動的情況下，集光方向1152與吸收軸向1122之夾角係介於65~-205度之間時，液晶顯示器1100的暗態表現較佳。又，若以1/4的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ5 介於100~175度之間時，液晶顯示器1100的暗態表現較佳，而此時集光方向1152與吸收軸向1122之夾角係介於100~175度之間。又，若以1/8的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ5 介於115~170度之間時，液晶顯示器1100的暗態表現較佳，而此時集光方向1152與吸收軸向1122之夾角係介於115~170度之間。
然而，對於人眼而言，以1/2的ΔD作為暗態的亮度標準已足夠讓使用者無法察覺到明顯的暗態變化現象，故本實施例係以1/2的ΔD作為液晶顯示器的暗態亮度標準。
另外，對於液晶顯示器1100而言，在繞射片1110之繞射方向1112為45度的情況下，若要同時滿足位在天頂角為45度與方位角為45度上之觀察者以及位在天頂角為45度與方位角為315度上之觀察者的暗態效果需求，則集光方向1152與吸收軸向1122的夾角係設計來介於-25~25度之間或65~115度之間，此係因為介於65度~205度之間的亮度變化與介於-115度~25度之間的亮度變化相同(減去以180度為分界，左右兩邊的亮度曲線相同)，故以-115度~25度之範圍來與-25度~115度之範圍作交集即可得到-25~25度之間或65~115度之間的範圍。
值得注意的是，當繞射片1110的繞射方向改變時，上述可使液晶顯示器之暗態表現較佳的角度範圍也會改變。例如，請參照第12a圖，其係繪示本發明一實施例之液晶顯示器之偏光板吸收軸向1122與1124、繞射片1110之繞射方向1112以及第一增亮膜集光方向1152的關係示意圖，其中繞射方向1112為0度。當繞射片1110的繞射方向1112變成0度時，液晶顯示器1100在各夾角θ5 下的暗態亮度如第12b圖所示。
首先考慮觀察者在天頂角θ為45度與方位角為45度所觀察到的暗態亮度。由第12b圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ5 介於-25~120度之間時，液晶顯示器1100的暗態表現較佳。意即，在偏光板吸收軸向固定不動的情況下，集光方向1152與吸收軸向1122之夾角係介於-25~120度之間時，液晶顯示器1100的暗態表現較佳。又，若以1/4的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ5 介於10~115之間時，液晶顯示器1100的暗態表現較佳，而此時集光方向1152與吸收軸向1122之夾角係介於10~115度之間。又，若以1/8的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ5 介於15~85間時，液晶顯示器1100的暗態表現較佳，而此時集光方向1152與吸收軸向1122之夾角係介於15~85之間。
接著考慮觀察者在天頂角為45度與方位角為315度上所觀察到的暗態亮度。由第12b圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ5 介於70~210度之間時，液晶顯示器1100的暗態表現較佳。意即，在偏光板吸收軸向固定不動的情況下，集光方向1152與吸收軸向1122之夾角係介於70~210度之間時，液晶顯示器1100的暗態表現較佳。又，若以1/4的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ5 介於70~175度之間時，液晶顯示器1100的暗態表現較佳，而此時集光方向1152與吸收軸向1122之夾角係介於70~175度之間。又，若以1/8的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ5 介於100~165度之間時，液晶顯示器1100的暗態表現較佳，而此時集光方向1152與吸收軸向1122之夾角係介於100~165度之間。
另外，對於液晶顯示器1100而言，在繞射片1110之繞射方向1112為0度的情況下，若要同時滿足位在天頂角為45度與方位角為45度上之觀察者以及位在天頂角為45度與方位角為315度上之觀察者的暗態效果需求，則集光方向1152與吸收軸向1122的夾角係設計來介於-25~20度之間或70~120度之間。又，繞射方向與吸收軸向夾角45度與-45度對顯示器之暗態分佈趨勢為類似的，0度與90度亦類似的，故可類推只要有任二搭配，皆可適用。
綜合本實施例所述，對於液晶顯示器1100而言，若要滿足各視角上的觀察者，則液晶顯示器1100之增亮膜集光方向1152與偏光板吸收軸向1122的夾角係設計來介於-25～20度之間或70～115度之間。
第七實施例
請參照第13圖，其係繪示根據本發明實施例之液晶顯示器1300的結構示意圖。液晶顯示器1300為TN液晶顯示器，且包含繞射片1310、第一偏光板1320、液晶面板1330、第二偏光板1340、第一增亮膜1350、第二增亮膜1360以及背光模組1370。在本實施例中，液晶面1330係由液晶層1332、薄膜基板1334和彩色濾光片1336所組成，但本發明之實施例並不受限於此。
繞射片1310和第一偏光板1320係設置於液晶面板1330之表面1330a上方，且第一偏光板1320係介於繞射片1310與液晶面板1330之間。第二偏光板1340、第一增亮膜1350、第二增亮膜1360以及背光模組1370係設置於液晶面板1330之表面1330b下方，其中表面1330a係相對於表面1330b。另外，誠如本發明第一實施例所言，繞射片1310亦可設置於第一偏光板1320與液晶面板1330之間。
第一偏光板1320與第二偏光板1340各別具有光線吸收軸向1322與1324，且光線吸收軸向1322與1324實質上呈垂直排列。第一增亮膜1350與第二增亮膜1360各別具有集光方向1352與1354。集光方向1352與1354亦實質上呈垂直排列。
請參照第13a圖，其係繪示本發明實施例之偏光板吸收軸向1322與1324、繞射片1310之繞射方向1312以及增亮膜集光方向1352的關係示意圖，其中x軸為參考座標軸，而偏光板吸收軸向1322為45度，偏光板吸收軸向1324為135度，繞射方向1312為45度。在本實施例中，增亮膜集光方向1352與x軸之夾角為θ6 ，θ6 為變量。
請參照第13b圖，其係顯示本發明實施例之液晶顯示器1300在各夾角θ6 下，在偏光板吸收軸向±45度之視角上所觀察到的暗態亮度。意即，第13b圖係顯示觀察者在天頂角為45度與方位角為0度所觀察到的暗態亮度，以及在天頂角為45度與方位角為270度所觀察到的暗態亮度。在本實施例中，將討論非偏光板吸收軸向上暗態漏光變化。
首先考慮觀察者在天頂角θ為45度與方位角為0度所觀察到的暗態亮度。由第13b圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ6 介於-70~75度之間時，液晶顯示器1300的暗態表現較佳。意即，在偏光板吸收軸向固定不動的情況下，集光方向1352與吸收軸向1322之夾角係介於-115~30度之間時，液晶顯示器1300的暗態表現較佳。又，若以1/4的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ6 介於40~-70度之間時，液晶顯示器1300的暗態表現較佳，而此時集光方向1352與吸收軸向1322之夾角係介於-5~-115度之間。又，若以1/8的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ5 介於35~-40度之間時，液晶顯示器1300的暗態表現較佳，而此時集光方向1352與吸收軸向1322之夾角係介於-10~-85度之間。
接著考慮觀察者在天頂角為45度與方位角為270度上所觀察到的暗態亮度。由第13b圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ6 介於25~160度之間時，液晶顯示器1300的暗態表現較佳。意即，在偏光板吸收軸向固定不動的情況下，集光方向1352與吸收軸向1322之夾角係介於-20~115度之間時，液晶顯示器1300的暗態表現較佳。又，若以1/4的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ6 介於55~135度之間時，液晶顯示器1300的暗態表現較佳，而此時集光方向1352與吸收軸向1322之夾角係介於10~90度之間。又，若以1/8的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ6 介於60~125度之間時，液晶顯示器1300的暗態表現較佳，而此時集光方向1352與吸收軸向1322之夾角係介於15~80度之間。
然而，對於人眼而言，以1/2的ΔD作為暗態的亮度標準已足夠讓使用者無法察覺到明顯的暗態變化現象，故本實施例係以1/2的ΔD作為液晶顯示器的暗態亮度標準。
另外，對於液晶顯示器1300而言，在繞射片1310之繞射方向1312為45度的情況下，若要同時滿足位在天頂角為45度與方位角為0度上之觀察者以及位在天頂角為45度與方位角為270度上之觀察者的暗態效果需求，則集光方向1352與吸收軸向1322的夾角係設計來介於-115~-25度之間或-20~15度之間。
值得注意的是，當繞射片1310的繞射方向改變時，上述可使液晶顯示器之暗態表現較佳的角度範圍也會改變。例如，請參照第14a圖，其係繪示本發明一實施例之液晶顯示器之偏光板吸收軸向1322與1324、繞射片1310之繞射方向1312以及第一增亮膜集光方向1352的關係示意圖，其中繞射方向1312為0度。當繞射片1310的繞射方向1312變成0度時，液晶顯示器1300在各夾角θ6下的暗態亮度如第14b圖所示。
首先考慮觀察者在天頂角θ為45度與方位角為0度所觀察到的暗態亮度。由第14b圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ6 介於-70~75度之間時，液晶顯示器1300的暗態表現較佳。意即，在偏光板吸收軸向固定不動的情況下，集光方向1352與吸收軸向1322之夾角係介於-115~30度之間時，液晶顯示器1300的暗態表現較佳。又，若以1/4的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ6 介於-70~35之間時，液晶顯示器1300的暗態表現較佳，而此時集光方向1352與吸收軸向1322之夾角係介於-115~-10度之間。又，若以1/8的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ6 介於-40~20間時，液晶顯示器1300的暗態表現較佳，而此時集光方向1352與吸收軸向1322之夾角係介於-85~-25之間。
接著考慮觀察者在天頂角為45度與方位角為315度上所觀察到的暗態亮度。由第14b圖可瞭解，若以1/2的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ6 介於25~160度之間時，液晶顯示器1300的暗態表現較佳。意即，在偏光板吸收軸向固定不動的情況下，集光方向1352與吸收軸向1322之夾角係介於-20~-115度之間時，液晶顯示器1300的暗態表現較佳。又，若以1/4的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ6 介於55~135度之間時，液晶顯示器1300的暗態表現較佳，而此時集光方向1352與吸收軸向1322之夾角係介於10~90度之間。又，若以1/8的ΔD作為暗態標準，則可發現當θ6 介於60~125度之間時，液晶顯示器1300的暗態表現較佳，而此時集光方向1352與吸收軸向1322之夾角係介於15~80度之間。
另外，對於液晶顯示器1300而言，在繞射片1310之繞射方向1312為0度的情況下，若要同時滿足位在天頂角為45度與方位角為0度上之觀察者以及位在天頂角為45度與方位角為270度上之觀察者的暗態效果需求，則集光方向1352與吸收軸向1322的夾角係設計來介於-115~-65度之間或-20~30度之間。又，繞射方向與吸收軸向夾角45度與-45度對顯示器之暗態分佈趨勢為類似的，0度與90度亦類似的，故可類推只要有任二搭配，皆可適用。
綜合本實施例所述，對於液晶顯示器1300而言，若要滿足各視角上的觀察者，則液晶顯示器1100之增亮膜集光方向1352與偏光板吸收軸向1322的夾角係設計來介於-115~-25度之間或-20~15度之間。
由本發明之第六實施例和第七實施例可知，本發明實施例提供了增亮膜集光方向與繞射片繞射方向的角度關係設計，以分別針對VA液晶顯示器和TN液晶顯示器上之偏光板吸收軸向+45度的暗態漏光現象來進行改善。然而，若是不受限於液晶顯示器之種類(VA或TN或是繞射片的繞射方向)或是繞射片的繞射方向(0或45度)，繞射片繞射方向與增亮膜集光方向的夾角可為上述較佳角度範圍的交集，即-20~15度之間以及70~115度之間。
雖然本發明已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．顯示裝置
110．．．顯示器
120．．．繞射片
300．．．顯示裝置
310．．．繞射片
312．．．繞射片之繞射方向
320．．．偏光板
322．．．光線吸收軸向
324．．．光線吸收軸向
330．．．液晶面板
330a．．．表面
330b．．．表面
332．．．液晶層
334．．．薄膜基板
336．．．彩色濾光片
340．．．偏光板
350．．．增亮膜
352．．．集光方向
354．．．集光方向
355．．．增亮膜圖案結構
360．．．增亮膜
370．．．背光模組
500．．．顯示裝置
510．．．繞射片
512．．．繞射片之繞射方向
520．．．偏光板
522．．．光線吸收軸向
524．．．光線吸收軸向
530．．．液晶面板
530a．．．表面
530b．．．表面
532．．．液晶層
534．．．薄膜基板
536．．．彩色濾光片
540．．．偏光板
550．．．增亮膜
552．．．集光方向
554．．．集光方向
560．．．增亮膜
570．．．背光模組
700．．．顯示裝置
710．．．繞射片
712．．．繞射片之繞射方向
720．．．偏光板
722．．．光線吸收軸向
724．．．光線吸收軸向
730．．．液晶面板
730a．．．表面
730b．．．表面
732．．．液晶層
734．．．薄膜基板
736．．．彩色濾光片
740．．．偏光板
750．．．增亮膜
752．．．集光方向
754．．．集光方向
760．．．增亮膜
770．．．背光模組
900．．．顯示裝置
910．．．繞射片
912．．．繞射片之繞射方向
920．．．偏光板
922．．．光線吸收軸向
924．．．光線吸收軸向
930．．．液晶面板
930a．．．表面
930b．．．表面
932．．．液晶層
934．．．薄膜基板
936．．．彩色濾光片
940．．．偏光板
950．．．增亮膜
952．．．集光方向
954．．．集光方向
960．．．增亮膜
970．．．背光模組
1100．．．顯示裝置
1110．．．繞射片
1112．．．繞射片之繞射方向
1120．．．偏光板
1122．．．光線吸收軸向
1124．．．光線吸收軸向
1130．．．液晶面板
1130a．．．表面
1130b．．．表面
1132．．．液晶層
1134．．．薄膜基板
1136．．．彩色濾光片
1140．．．偏光板
1150．．．增亮膜
1152．．．集光方向
1154．．．集光方向
1160．．．增亮膜
1170．．．背光模組
1300．．．顯示裝置
1310．．．繞射片
1312．．．繞射片之繞射方向
1320．．．偏光板
1322．．．光線吸收軸向
1324．．．光線吸收軸向
1330．．．液晶面板
1330a．．．表面
1330b．．．表面
1332．．．液晶層
1334．．．薄膜基板
1336．．．彩色濾光片
1340．．．偏光板
1350．．．增亮膜
1352．．．集光方向
1354．．．集光方向
1360．．．增亮膜
1370．．．背光模組
θ1 ．．．夾角
θ2 ．．．夾角
θ3 ．．．夾角
θ4 ．．．夾角
θ5 ．．．夾角
θ6 ．．．夾角
I1 ．．．觀察影像
I2 ．．．觀察影像
I3 ．．．觀察影像
I4 ．．．觀察影像
Dmin ．．．亮度最大值
Dmax ．．．亮度最大值
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，上文特舉數個較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
第1圖係繪示根據本發明一實施例之顯示裝置的結構示意圖。
第2a圖係繪示使用者於側視角觀察顯示器的示意圖。
第2b圖係繪示使用者於側視角觀察本發明一實施例之顯示裝置的示意圖。
第3圖係繪示根據本發明實施例之液晶顯示器的結構示意圖。
第3a圖係繪示本發明實施例之增亮膜的結構示意圖。
第3b圖係繪示本發明實施例之偏光板吸收軸向與、繞射片之繞射方向以及第一增亮膜集光方向的關係示意圖。
第3c圖係顯示本發明實施例之液晶顯示器在各夾角下的暗態亮度。
第4a圖係繪示本發明一實施例之液晶顯示器之偏光板吸收軸向、繞射片之繞射方向以及第一增亮膜集光方向的關係示意圖。
第4b圖係顯示本發明實施例之顯示裝置在各夾角下的暗態亮度。
第5圖係繪示根據本發明實施例之液晶顯示器的結構示意圖。
第5a圖係繪示本發明實施例之偏光板吸收軸向與、繞射片之繞射方向以及增亮膜集光方向的關係示意圖。
第5b圖係繪示本發明實施例之液晶顯示器在各夾角下的暗態亮度。
第6a圖係繪示根據本發明一實施例之液晶顯示器之偏光板吸收軸向、繞射片之繞射方向以及第一增亮膜集光方向的關係示意圖。
第6b圖係顯示本發明實施例之顯示裝置在各夾角下的暗態亮度。
第7圖係繪示根據本發明實施例之液晶顯示器的結構示意圖。
第7a圖係繪示本發明實施例之偏光板吸收軸向與、繞射片之繞射方向以及增亮膜集光方向的關係示意圖。
第7b圖係繪示本發明實施例之液晶顯示器在各夾角下的暗態亮度。
第8a圖係繪示本發明實施例之偏光板吸收軸向與、繞射片之繞射方向以及增亮膜集光方向的關係示意圖。
第8b圖係繪示本發明實施例之液晶顯示器在各夾角下的暗態亮度。
第9圖係繪示根據本發明實施例之液晶顯示器的結構示意圖。
第9a圖係繪示本發明實施例之偏光板吸收軸向與、繞射片之繞射方向以及增亮膜集光方向的關係示意圖。
第9b圖係繪示本發明實施例之液晶顯示器在各夾角下的暗態亮度。
第10a圖係繪示本發明實施例之偏光板吸收軸向與、繞射片之繞射方向以及增亮膜集光方向的關係示意圖。
第10b圖係繪示本發明實施例之液晶顯示器在各夾角下的暗態亮度。
第11圖係繪示根據本發明實施例之液晶顯示器的結構示意圖
第11a圖係繪示本發明實施例之偏光板吸收軸向與、繞射片之繞射方向以及增亮膜集光方向的關係示意圖。
第11b圖係繪示本發明實施例之液晶顯示器在各夾角下的暗態亮度。
第12a圖係繪示本發明實施例之偏光板吸收軸向與、繞射片之繞射方向以及增亮膜集光方向的關係示意圖。
第12b圖係繪示本發明實施例之液晶顯示器在各夾角下的暗態亮度。
第13圖係繪示根據本發明實施例之液晶顯示器的結構示意圖
第13a圖係繪示本發明實施例之偏光板吸收軸向與、繞射片之繞射方向以及增亮膜集光方向的關係示意圖。
第13b圖係繪示本發明實施例之液晶顯示器在各夾角下的暗態亮度。
第14a圖係繪示本發明實施例之偏光板吸收軸向與、繞射片之繞射方向以及增亮膜集光方向的關係示意圖。
第14b圖係繪示本發明實施例之液晶顯示器在各夾角下的暗態亮度。
312．．．繞射片之繞射方向
322．．．光線吸收軸向
324．．．光線吸收軸向
352．．．集光方向
θ1 ．．．夾角

Claims (11)

  1. 一液晶顯示器，包含：一液晶顯示面板，包含一液晶層；一繞射片，設置於該液晶顯示面板上之一第一表面上，且具有至少一第一繞射方向；一第一偏光板，設置於該液晶顯示面板之該第一表面上，且具有一第一吸收軸；一第二偏光板，設置於該液晶顯示面板之一第二表面上，且具有一第二吸收軸，其中該第二表面係相對於該第一表面，該第二吸收軸與該第一吸收軸實質上呈垂直排列；一第一增亮膜，設置於該液晶顯示面板之該第二表面上，且具有一第一集光方向；以及一第二增亮膜，具有一第二集光方向，該第二集光方向與該第一集光方向實質上呈垂直排列，其中該第二增亮膜係設置於該第一增亮膜上且相對於該第二偏光板之另一側；其中，該第一繞射方向與該第一集光方向所夾之一角度係介於-110度~-65度或-30度~20度之範圍內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，該繞射片更包括一第二繞射方向，其中該第一集光方向與該第一吸收軸之夾角角度可選自由-30度~-20度、-75度~-60度、55度~80度或10度~25度所組成之角度範圍之一者。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該繞射片係設置於該液晶顯示面板和該第一偏光板之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該第一偏光板係設置於該液晶顯示面板和該繞射片之間。
  5. 一液晶顯示器，包含：一液晶顯示面板，包含一液晶層；一繞射片，設置於該液晶顯示面板上之一第一表面上，且具有至少一繞射方向；一第一偏光板，設置於該液晶顯示面板之該第一表面上，且具有一第一吸收軸；一第二偏光板，設置於該液晶顯示面板之一第二表面上，且具有一第二吸收軸，其中該第二表面係相對於該第一表面，該第二吸收軸與該第一吸收軸實質上呈垂直排列；一第一增亮膜，設置於該液晶顯示面板之該第二表面上，且具有一第一集光方向；以及一第二增亮膜，具有一第二集光方向，該第二集光方向與該第一集光方向實質上呈垂直排列，其中該第二增亮膜係設置於該第一增亮膜上且相對於該第二偏光板之另一側；其中，該第一繞射方向與該第一集光方向所夾一角度係介於-115度~-60度或-30度~15度之範圍內。
  6. 如專利申請範圍第5項所述之液晶顯示器，該繞射片更包括有一第二繞射方向，其中該第一集光方向與該第一吸收軸之夾角角度係介於40度~-5度、-95度~-65度 以及70度~80度之角度範圍內。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示器，其中該繞射片係設置於該液晶顯示面板和該第一偏光板之間。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示器，其中該第一偏光板係設置於該液晶顯示面板和該繞射片之間。
  9. 一液晶顯示器，包括一液晶顯示面板，包含一液晶層；一繞射片，設置於該液晶顯示面板上之一第一表面上，且具有至少一繞射方向；一第一偏光板，設置於該液晶顯示面板之該第一表面上，且具有一第一吸收軸；一第二偏光板，設置於該液晶顯示面板之一第二表面上，且具有一第二吸收軸，其中該第二表面係相對於該第一表面，該第二吸收軸與該第一吸收軸呈實質上垂直排列；一第一增亮膜，設置於該液晶顯示面板之該第二表面上，且具有一第一集光方向；一第二增亮膜，具有一第二集光方向，該第二集光方向與該第一集光方向呈實質上垂直排列，其中該第二增亮膜係設置於該第一增亮膜上且相對於該第二偏光板之另一側；其中，該第一吸收軸與該第一集光方向所夾之一角度係介於70度~115度以及-20度~15度之範圍內。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示器，其中該繞射片係設置於該液晶顯示面板和該第一偏光板之間。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示器，其中該第一偏光板係設置於該液晶顯示面板和該繞射片之間。
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