TW594253B - Liquid crystal display device - Google Patents

Description

594253 一-·9^1〇98〇ι 生 日 五、發明說明（1) 〜---~—~—— 發明所屬之技術領域 本發明係關於_ 種角度的視角内產生 器ο 種液晶顯示器，特別是一種可於各 免度均句之顯示畫面的液晶顯示 先前技術 由於液晶顯示器 射污染等特性，故泛地摩少以及無輻 饥贋之地應用在筆吕己型電腦 (notebook)、個人數位助理（pDA)以及攝 camera)等攜帶式資訊產％上，其 0 上型電腦的陰極射線/(° cathQde有+逐漸取代傳統桌 器或電視的趨勢。（cathode ray tube，CRT)監揭 液晶顯示器主要係利用 下’對光線具有不同的偏振 線的穿透量，以產生不同灰 度的紅、藍、綠輸出光線， 的影像。請參考圖一，圖一 面不意圖。如圖一所示，一 顯示面板1 2，以及一背光模 的下侧。一般而言，液晶顯 (未顯示）設置於液晶顯示面 偏光板（未顯示）設置於液晶 液晶分子在不同排列狀態 或折射效果的特性來控制光 階強度的輸出光線或不同強 進而使液晶顯示器產生豐富 係為一習知液晶顯示器之剖 液晶顯示器1 〇包含有一液晶 組2 0設置於液晶顯示面板1 2 示器10另包含有一上偏光板 板1 2的上側表面，以及一下 鮮員示面板1 2與背光模組2 0之 594253 __案號921Q9801_ 年月曰_ 五、發明說明（2) 間。 其中，液晶顯示面板12包含有一上基板14a，一下基 板1 4b，以及一液晶分子層1 8被密封於上基板1 4a與下基 板1 4b之間，並且，液晶顯示面板1 2另包含有一透明導電 層1 6 a (例如氧化銦錫）設置於上基板1 4 a的下側表面、以 及一透明導電層16b (例如氧化銦錫）設置於下基板14b的 上侧表面。如前所述，液晶顯示器1 〇便係藉由施加電壓 於透明導電層16a與16b上的方式，來調整液晶分子的轉 動方向，進而分別控制各顯示像素中的光線穿透量。此 外，背光模組2 0至少包含有一光源2 0 a，用來產生光線， 一導光板（light guide)20b，用來導引光線的散射方 向，一擴散片22，用以將光線亮度分布均勻，以及一反 射板24，用以將光線反射至液晶顯示面板1 2内，其中光 源 20a可以疋發光二極體（light emitting diode，LED) 或是冷陰極燈管（cold cathode fluorescent lamp， CCFL)’而導光板20b通常係由壓克力（acrylic)等材料所 構成。 如圖一所示，光源20a所產生的光線會先經由導光板 20b底部的網點反射後，再自導光板2〇b正面射出，接著 會進入液晶顯示面板1 2，並配合各種光學元件（例如偏光 板與彩色濾光片等）的作用，最後在液晶顯示器i 〇上產生 畫面顯示。而當使用者在觀看液晶顯示器丨〇的晝面顯示 時，使用者的觀測位置與軸2 6的夾角係為視角（v i ew丄ng 594253 _案號92109801_年月曰 修正_ i |五、發明說明（3) a n g 1 e ) <9 ，且軸2 6係垂直於液晶顯示器1 0的表面。請參考 圖二，圖二係為圖一所示之背光模組所產生的光線亮度 (1 u m i n a n c e )與視角的關係的簡化示意圖，一般而言，背 光模組2 0的功能在於供應亮度充分與分佈均勻的光線， 以使液晶顯示器1 0能夠正常顯示影像，因此如圖二所 示，在不同的視角角度内，背光模組2 0所產生的光線亮 度皆約略相同。 Θ 然而，請參考圖三與圖四，圖三係為圖一所示之液 晶顯示面板的光穿透率與視角的關係的簡化示意圖，而 圖四係為圖一所示之液晶顯示器所顯示的光線亮度與視 角的關係的簡化示意圖。如圖三所示，在視角越大的情 況下，液晶顯示面板1 2的光穿透率越小，因此，即使背 光模組2 0可產生亮度均勻的光線，但當背光模組2 0所產 生的光線經過液晶顯示面板1 2後，液晶顯示器1 0所顯示 的光線亮度會隨視角的角度增加而減少（如圖四所示）。 亦即，使用者在欣賞液晶顯示器10的畫面顯示時，從不 同角度觀看到的亮度便不相同，而導致使用者無法舒適 而方便地使用液晶顯示器1 0。

發明内容 本發明的目的是提供一種可於各種角度的視角内產 生亮度均勻之顯示畫面的液晶顯示器，以解決前述問 題。

第8頁 594253 __案號 92109801 年月 j_ 五、發明說明（4) 依據本發明之目的，本發明的較佳實施例係提供一 種液晶顯示器，其包含有一液晶顯示面板、一光源、以 及一散光薄膜設於該液晶顯示面板與該光源之間，且該 散光薄膜包含有複數個沿一第一方向平行排列且均面向 該光源的條形結構。其中該散光薄膜係用來使該光源所 產生的光線亮度約略隨一視角的角度增加而增加，以使 該液晶顯示器於該視角的各種角度内均產生亮度均句的 顯示畫面。 由於本發明之液晶顯示器具有至少一散光薄膜，設 於一液晶顯示面板與一光源之間，且該散光薄膜上具有 複數個面向該光源的條狀結構。而該等條狀結構可使該 光源所產生的光線，在經過該散光薄膜後會向外分散， 因此該光源所產生的光線於經過該散光薄膜後，其亮产 會約略隨一視角的角度增加而增加，進而可使該液晶ς 示器於各種視角角度内均產生亮度均勻的顯示畫面。 實施方式 請參考圖五（Α)與圖五（Β)，圖五（Α)與圖五（。係 本發明之液晶顯示器的示意圖。如圖五（Α)所示，_液''曰 顯不器3 0包含有一液晶顯示面板3 2，一背光模組4後置曰曰 於液晶顯示面板32的下側，一擴散片（diffusing ' 40設於液晶顯示面板32與背光模組44之間，以及—散光 594253 _案號92109801_年月日 修正_ 五、發明說明（5) 薄膜（dispersion fi lm)42設於擴散片40與背光模組44之 間。其中，擴散片40有時亦可省略。 液晶顯示面板32包含有一上基板34a，一下基板 3 4 b，以及一液晶分子層3 8被密封於上基板3 4 a與下基板 34b之間，並且，液晶顯示面板32另包含有一透明導電層 3 6 a (例如氧化銦錫）設置於上基板3 4 a的下側表面、以及 一透明導電層36b(例如氧化銦錫）設置於下基板34b的上 側表面。同樣地，液晶顯示器3 0亦係藉由施加電壓於透 明導電層36a與36b上的方式，來調整液晶分子的排列及 轉動方向，以分別控制各顯示像素中的光線穿透量，進 而產生不同灰階強度的輸出光線或不同強度的紅、藍、 綠輸出光線’使液晶顯示器30產生豐富的影像。 除此之外’背光模組44至少包含有一光源44a，用來 產生光線’一導光板44b，用來導引光線的散射方向，一 擴散片48’用以將光線亮度分布均勻，以及一反射板 4 9，用以將光線反射至液晶顯示面板3 2内，其中光源2 0 a 可以是冷陰極燈管或發光一極體，而導光板2〇 b的材料則 是壓克力或銘薄膜等反射率較佳的材料。一般而言，液 晶顯示器3 0另包含有一上偏光板（未顯示）設置於液晶顯 示面板32的上側表面，以及一下偏光板（未顯示）設置於 液晶顯示面板32與背光模組44之間，而該上偏光板與該 下偏光板係用來讓某一特定方向之偏振光通過。

第10頁 594253 案號 92109801 曰 i五、發明說明（6) 修正 值得注思的是，在本發明之最佳實施例中，散光薄 膜42係包含有一面向背光模組44的粗糙表面（r〇ugh surfaCe)42a、以及一面對擴散膜4〇的平坦表面（fut SUrfaCe)42b，因此，背光模組44所產生的光線46係經由 粗糙表面4 2 a進入散光薄膜4 2，然後再經由平坦表面4 2 b 射出。如圖五（B)所不，散光薄膜42的粗糙表面42a係由 複數個平行排列的條形結構（bar—i ike structure)43所 構成，而各條形結構4 3的剖面形狀係約略為一三角形， 其中各該三角形的内角可任意變化而形成各種三角形， 例如正三角形、直角三角形或等腰三角形等，且各該三 角形的形狀可不盡相同’此外，散光薄膜42係由一塑膠 薄膜等透光率較佳的材料所構成。 接著，請再參考圖五（A)，由上述說明可知，背光模 組44所產生的光線46係先經由粗糙表面42a進入散光薄膜 42’然後再經由平坦表面42b射出，而由於在光線46的行 進過程中，介質的折射率產生變化以及自粗糙表面42a^ 射的關係，因此使得射出散光薄膜42的光線46會向外分 散。所以’當光線4 6自平坦表面4 2 b離開散光薄膜4 2後， 其光線亮度與視角的關係則如圖六所示，亦即光線亮度 約略隨一視角的角度增加而增加。而如前所述，'當視角 的角度越大’液晶顯不面板3 2的光穿透率則越小，不過 在本發明之最佳實施例中，由於通過散光薄膜42的光線 的壳度會隨視角的角度增加而增加，因此，剛好可補償 液晶顯示面板3 2的光穿透率變化。請參考圖七，圖七戶^

594253 __ mi, 92109801_—年月—_g 魅_ 五、發明說明（7) 示係為本發明之液晶顯示器所顯示的光線亮度與視角的 關係的簡化示意圖，如圖七所示，本發明之液晶顯示器 3 0便係因為散光薄膜4 2的存在，而可於各種視角角度内 均產生亮度均勻的顯示畫面。 然而，本發明之散光薄膜的結構並不限定於圖五（B ) 所示’請參考圖八（A )至圖八（G )，圖八（A )至圖八（G )係 為本發明之其他實施例之散光薄膜的結構示意圖。 9

如圖八（A)所示，散光薄膜4 2包含有複數個平行排列 的條开》結構4 3，而各條形結構4 3的剖面形狀係約略為一 三角形，且任兩相鄰之條形結構43係彼此不相連，並以 長條型平面結構4 3 a作為間隔。此外，本發明之散光薄 膜的條形結構的剖面形狀亦不限定於前述之三角形結 構’如圖八（B)所示，散光薄膜42具有複數個平行排列的 條形結構43，而各條形結構43的剖面形狀係約略為一圓 弧形，例如半圓形或半橢圓形等，且各條形結構43係彼 此相連。另一方面，圖八（B)所示之條形結構43亦可彼此 $相連’而是利用一圓弧形凹槽43b來作為任兩相鄰之條 形結構43間的間隔，如圖八（C)所示。或者，如圖八（D) 所示’散光薄膜42包含有複數個平行排列的條形結構 43 ’而各條形結構43的剖面形狀係約略為一梯开^且任 兩相鄰之各條形結構43間係彼此相連。相同地;"圖八 所不之條形結構4 3亦可彼此不相連，而是利用一二j 構43a來作為任兩相鄰之條形結構43間的間隔，如又圖’、八％

594253 案號92109801 年月日 修正 - - — -j---—~~~~··— 五、發明說明（8) (E )所示。除此之外，圖八（D )所示之條形結構4 3亦可利 用一圓弧形凹槽43b來作為任兩相鄰之條形結構43間的間 隔，如圖八（F )所示。須注意的是，上述之各條形結構4 3 並不限於直線形結構，各條形結構4 3亦可以是彎曲形結 構、或波浪形結構。 值得注意的是，如圖八（G)所示，散光薄膜42具有複 數個角錐結構4 5，而各個角錐結構4 5係呈矩陣排列，其 亦可使通過散光薄膜42的光線的亮度隨視角的角度增加 而增加。 請參考圖九，圖九係為本發明另一實施例之液晶顯 不1§的不意圖。如圖九所示，一液晶顯不Is 5 0包含有一 液晶顯示面板52，一背光模組6 6設置於液晶顯不面板52 的下側，以及一擴散片60、二散光薄膜62與64設於液晶 顯示面板5 2與背光模組6 6之間。其中，液晶顯示面板5 2 包含有一上基板54a，一下基板5 4b，以及一液晶分子層 58被密封於上基板54a與下基板54b^間，並且，液晶顯 示面板52另包含有一透明導電層56a(例如氧化銦錫）設置 於上基板5 4 a的下側表面、以及一透明導電層5 6 b (例如氧 化銦錫）設置於下基板54b的上側表面。此外，背光模組 66至少包含有一用來產生光線的光源66a、以及一用來導 引光線的散射方向的導光板66b，一用以將光線亮度分布 均勻的擴散片6 8，以及一用以將光線反射至液晶顯示面 板52内的反射板69，其中光源66a可以是冷陰極燈管或發

第13頁 594253 _ 案號92109801__色一月 日 修正 五、發明說明（9) ~ ~~- 光二極體，而導光板β 6b的材料則是壓克力材料 一 言，液晶顯示器50另包含有一上偏光板（未顯示^一^； 液晶顯不面板5 2的上侧表面，以及一下偏光板又一 設置於液晶顯示面板52與背光模組66之間。 ”、、、不 圖九所示之實施例與圖五（A)所示之液晶顯示界3〇的 主要不同之處在於，液晶顯示器50同時包含有二 膜6 2與6 4設於液晶顯示面板5 2與背光模組6 6之間。其/ 中’政光薄膜6 2與6 4均分別包含有複數個彼此平行排列 的條形結構63與65，且各條形結構63係與各條形結構65 相互垂直，並都面向背光模組66，以使液晶顯示器5〇於 ^面之X軸延伸方向以及γ軸延伸方向上的亮度均會約略 隨一視角的角度增加而增加。如圖九所示，條形^構63 與W的剖面形狀皆約略為三角形，而散光薄膜6 2與6 4係 各為 塑膠溥膜。此外，條形結構6 3與6 5的結構並不一 定相同’可將圖八（A)至圖八（B)所示的結構任意組和與 搭配’以形成條形結構63與65。 八 相較於習知技術，本發明之液晶顯示器具有至少一 政光薄膜’設於一液晶顯示面板與一光源之間，且該散 光薄膜上具有複數個面向該光源的條狀結構或角錐結 構。由於該等條狀結構或角錐結構，可使該光源所產生 的光線，在經過該散光薄膜後會向外分散，因此該光源 所產生的光線於經過該散光薄膜後，其亮度會約略隨一 視角的角度增加而增加，進而可使該液晶顯示器於各種

第14頁 594253 _案號92109801_年月曰 修正_ 五、發明說明（10) 視角角度内均產生亮度均勻的顯示畫面。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申 請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明專利 之涵蓋範圍。章節結束 594253 -——92109801_年月日_修正__ 圖式簡單說明 圖式之簡單說明 圖 係為一習知液晶顯不器之剖面示意圖。 圖一係為圖一所示之背光模組所產生的光線亮度 (luminance)與視角的關係的簡化示意圖。 圖三係為圖一所示之液晶顯示面板的光穿透率與視 角的關係的簡化示意圖。 圖四係為圖一所示之液晶顯示器所顯示的光線亮度 與視角的關係的簡化示意圖。 圖五（A)與圖五（B)係為本發明之液晶顯示器的示意 圖。 圖六係為本發明之通過散光薄膜後的光線亮度與視 角的關係的簡化示意® ° 圖七係為本發明之液晶顯示器所顯示的光線亮度與 視角的關係的簡化示意圖。 圖八（A)至圖八（G)係為本發明之其他實施例之散光 薄膜的結構示意圖° 圖九係為本發明另一貫施例之液晶顯不器的不意 圖。 圖式之符號說明 10、30、5〇 液晶顯不為 22、40、6〇、48、68 擴散片

第16頁 594253 案號 92109801 年 月 曰 修正 圖式簡單說明 12^ 32^ 52 液 晶 顯 示面 板 14a、 k 3 4 a λ 54a 上 基 板 14b、 ^ 34b> 54b 下 基 板 16a' ‘16b、 36a、 36b、 5 6a、 ‘56b 透 18^ 38^ 58 液 晶 分 子層 2[ 49^ 69 反 射 板 20〜 4[ 66 背 光 模 組 20a、 k 44a" 66a 光 源 20b、 ^ 44b ^ 66b 導 光 板 2 6 軸 42、 62、64 散 光 薄 膜 42a 粗表 .面 42b 平 坦 表 面 46 光線 43、 63 〜65 條 狀 結 構 43a 長條型 丨平面 結構 43b 圓弧形凹槽 45 角 錐 結 構 透明導電層

GI

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Claims (1)

1. 594253 ——-^_^2]^9801_年及日___ 六、申請專利範圍 1 · 一種液晶顯示器，包含有： 一液晶顯示面板，該液晶顯示面板包含有相互平行 的兩基板與一液晶分子層密封於該等基板之間； 光源（light source)，用以產生光線；以及 政光薄膜（dispersion film)，設於該液晶顯示面 板與該光源之間，且該散光薄膜包含有複數個沿一第一 方向平行排列的條形結構（b a Γ — 1 i k e s t r u c t u r e )，而該 等條形結構均面向該光源； 其中該散光薄膜係用來使該光源所產生的光線亮度 (luminance)隨一視角（viewing angie )的角度增加而增 加’進而使該液晶顯示器於該視角的各種角度内均產生 免度均勻的顯示畫面。 2 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中該液晶顯 示器另包含有一第一擴散片（diffuser)設於該散光薄膜 與該液晶顯示面板之間，用來使通過該散光薄膜的光線 分佈較均勻。 3 · 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中該散光薄 膜係為一第二擴散片。 4. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中該液晶顯 示器另包含一設於該光源與該散光薄膜之間的導光板， 用以導引該光源所產生之光線，一設於該導光板與該散

   第18頁 594253 案號 92109801 月 曰 修正 六、申請專利範圍 光薄膜之間的第三擴散片，用來使光線亮度分布均勻， 以及一設於該導光板之下側的反射板，用以將光線反射 至該液晶顯示面板内。 5. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中各該條形 結構沿一第二方向之剖面形狀係為一三角形，且該第二 方向係垂直該第一方向。 6. 如申請專利範圍第5項之液晶顯示器 之各該三角形係彼此相連。 7. 如申請專利範圍第5項之液晶顯示器 之各該三角形係彼此不相連。 其中任兩相鄰 其中任兩相鄰 〇· 8. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中各該條形 結構沿一第二方向之剖面形狀係為一梯形，且該第二方 向係垂直該第一方向。 其中任兩相鄰 其中任兩相鄰 9. 如申請專利範圍第8項之液晶顯示器 之各該梯形係彼此相連。 1 0 ·如申請專利範圍第8項之液晶顯示器 之各該梯形係彼此不相連。

   第19頁 594253 _案號92109801_年月日_修正 _ ‘ 六、申請專利範圍 1 1.如申請專利範圍第8項之液晶顯示器，其中任兩相鄰 之各該梯形間係以一圓弧形凹槽相隔。 1 2.如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中各該條形 結構沿一第二方向之剖面形狀係為一圓弧形，且該第二 方向係垂直該第一方向。 1 3.如申請專利範圍第1 2項之液晶顯示器，其中任兩相 鄰之各該圓弧形係彼此相連。 14.如申請專利範圍第12項之液晶顯示器，其中任兩相 鄰之各該圓弧形係彼此不相連。 1 5.如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中各該條形 結構係包含有直線形、彎曲形或波浪形。 1 6.如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中該散光薄 膜係為一塑膠薄膜。 17. —種液晶顯示器，包含有： 一液晶顯不面板’該液晶顯不面板包含有相互平行 的兩基板與一液晶分子層密封於該等基板之間； 一光源，用以產生光線； 一第一散光薄膜，設於該液晶顯示面板與該光源之 594253 案號 92109801 年 月 修正 六、申請專利範圍 |間，且該第一 排列的第一條 源；以及 散光薄膜 形結構， 一第二散光薄膜， 間，且該第二散光薄膜 排列的第二條形結構， 源； 其中該第一方向係 光薄膜與該第二散光薄 亮度隨一視角的角度增 於該視角的各種角度内 包含有複數個沿一第一方向平行 而該等第一條形結構均面向該光 設於該第一散光薄膜與該光源之 包含有複數個沿一第二方向平行 而該等第二條形結構均面向該光 垂直於該第二方向，且該第一散 膜係用來使該光源所產生的光線 加而增加，進而使該液晶顯示器 均產生亮度均勻的顯示畫面。 9 1 8.如申請專利範圍第1 7項之液晶顯示器，其中各該第 一條形結構沿該第二方向之剖面形狀係包含有三角形、 圓孤形、或梯形。 1 9.如申請專利範圍第1 7項之液晶顯示器，其中各該第 二條形結構沿該第一方向之剖面形狀係包含有三角形、 圓弧形、或梯形。 2 0 .如申請專利範圍第1 7項之液晶顯示器，其中各該第 一、與各該第二條形結構均係包含有直線形、彎曲形或 波浪形。

   第21頁 594253 案號 92109801 年 月 曰 修正 六、申請專利範圍 2 1.如申請專利範圍第1 7項之液晶顯示器，其中該液晶 顯示器另包含有一設於該光源與該第二散光薄膜之間的 導光板，用以導引該光源所產生之光線，一設於該導光 板與該第二散光薄膜之間的擴散片，用來使光線亮度分 布均勻，以及一設於該導光板之下側的反射板，用以將 光線反射至該液晶顯示面板内。 2 2.如申請專利範圍第1 7項之液晶顯示器，其中該第一 散光薄膜與該第二散光薄膜係分別為一塑膠薄膜。 cm 2 3. —種液晶顯示器，包含有： 一液晶顯示面板，該液晶顯示面板包含有相互平行 的兩基板與一液晶分子層密封於該等基板之間； 一光源，用以產生光線；以及 一散光薄膜，設於該液晶顯示面板與該光源之間， 且該散光薄膜包含有複數個角錐結構（pyramid structure)，而該等角錐結構均面向該光源； 其中該散光薄膜係用來使該光源所產生的光線亮度 隨一視角的角度增加而增加，進而使該液晶顯示器於該 視角的各種角度内均產生亮度均勻的顯示畫面。 2 4.如申請專利範圍第2 3項之液晶顯示器，其中該散光 薄膜係為一塑膠薄膜。

   第22頁 594253 案號92109801 年月日 修正 六、申請專利範圍 2 5 .如申請專利範圍第2 3項之液晶顯示器，其中該等角 錐結構係呈矩陣排列。 2 6 .如申請專利範圍第2 3項之液晶顯示器，其中液晶顯 示器另包含一設於該光源與該散光薄膜之間的導光板， 用以導引該光源所產生之光線，一設於該導光板與該散 光薄膜之間的擴散片，用來使光線亮度分布均勻，以及 一設於該導光板之下側的反射板，用以將光線反射至該 液晶顯示面板内。 0»

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