TW384413B - Wide viewing angle liquid crystal display having both optical compensator and optical diffuser - Google Patents

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輕濟却中央標率為貝工消费合祚社印隶 A7 B7 五、發明説明（1 ) 本發明是有關於一種液晶顯示單元，且特別是有關 於一種具光補償器及光漫射器的廣視角液晶期示器。 液晶顧不器具多種有吸引力的特徵，例如，光，薄，低 功率消耗，以及一廣視角的應用β—平面顢示板為一典 型的液晶顧不器之消耗產品’且形成一辦公室器具，用 於汽車之纗帶式電視組機或汽車導向系統的基本部 分。 用於汽車的液晶顯示器應具一廣視角，因其通常裝 置於非常靠近駕馱員，在液晶顧示器上產生的影像具一 視角依賴性，假設此影像辨識為一人坐在液晶顯示器之 前的黑色結構，然而，當此人蓄意移向一政界角，影像 則變白’人便變得不清楚’因此，用於汽車的液晶顯示 器必需具廣視角的特徵。 第1圈繪示出一標準的液晶顯示器，習知的液晶顧 示包括一表面光诼1及一液晶板2。表面光源1由一結 合一光導板的冷陰極管螢光燈裝置而成，並照射於液晶 板1。假設此冷除極管螢光燈為一線光源，而光入射於 光導板的輸入螭表面，光會重復在光導板的總反射，而 在光導板上的漫射元素引起光la均勻地照射液晶板1 · 如果光la較不均勻，一漫射片將在附於光導板的輸出 端。 液晶板2包括一對透明基底結構2a及2b，彼此由 一密封層2c相間隔，而扭轉向列液晶2d填滿透明基底 結構2a及2b之間的間陈。此扭轉向列液晶2d具一約90。 本纸ft尺度逋用中困•家揉率（CNS ) A4规格<210X297公釐） I— I# HH ! tn a^i 1^1 1^1 HI In n (請先闻讀背面之注$項再填寫本頁) Λ濟部中央標奉Ϊ工演费合作杜印笨 A7 ------B7_ 五、發明説明（2 ) 的扭轉角β 透明基底2a及2b具複數個圖素電極排列為一矩 哮’複數個薄膜電晶髖選擇性地連接於圖素電極與影像 信號線之間，以及閘控制線選擇性地連接於薄膜電晶髏 之閘電極舆在透明基底上形成的構件之間。 液晶板2又包括極化板2e/2f，分別附於透明基底結 構2a/2b上。當準標液晶顯示器設計為通常為白色模式， 極化極2e/2f具穿透轴以一 90。的角度相間隔。圈素電 極、扭轉向列液晶、及相對電極形成一液晶電容的矩陣， 而當影像形成時，液晶電容作為一圖素矩陣。 當一影像3a在一螢幕3b產生時，相對電極被施一 偏麗至一固定電位，一影像傳遞信號接著施壓於圓素電 極至一電位’其代表控制薄膜電晶的等級。液晶顆粒2d 中的顆粒，依據圖素電極及相對電極之間不同的電位， 在不同的角度升起，而圈素具一定的穿透漫射，以在螢 幕3b上產生影像3a。 當一個人在螢幕3b上看見一影像3a，此人清楚地 辨識在螢幕3b上之影像3a。然而，液晶2d具一等向折 射率•如果液晶2d具非等向折射率，影像將在一傾斜角 被看到，則使對比比例等級反向或惡化。等級反向為一 現象，當一人辨識出一影像，其等級由一欲產生在螢幕 上的影像之等級反轉而形成·對比比例為一白光亮度對 黑光亮度的比例。一般而言，當一個人向下移動至一舆 螢幕垂直線成5°的位置時，便會形成等級的反轉，如果 —•I— n i i ϋ n n .. n I .- f (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 訂

C Λ濟部中夬標率*^工消费含作社4-装 A7 B7 五、發明説明（3) 對螢幕上部分的角度超過30。’或下部分的部分超過5〇。 時，對比比例將減低至10或更小。 因此，折射率的非等向性使得液晶顧示器的廣視角 變窄，而各種對於廣視角特徵不同的技術已提出。在日 本特開平7-120619號公報中揭露一種技術，第2圈及第 3圖繪示出一光非等向之折射橢圓，及一利用光非等向 薄膜的液晶板，二者皆在此專利申請案件中揭露，在第 2圈及第3圈中所繪之液晶板可參考為第一習知技藝。 光非等向薄旗10具主要折射率nx，ny，及nz， 其中nx>ny>nz。如第2圈所示’ nx在光非等向薄膜上， ny及nz在對齊nx方向的旋轉轴減小，主要折射率由一 折射橢圓表示之。由於液晶内在的雙重折射，光非等向 薄膜10有效地對抗對比的減低。 利用一對光非等向薄膜l〇a及l〇b，習知中的液晶 板包括一液晶胞11，提供於光非等向薄膜1〇&及1〇1)及 極化層12a及12b之間，以及極化層12a及12b，彼此 以一間陈相間隔’在間陈中滇入液晶胞11及光非等向薄 旗10a及10b。液晶胞11舆習知中標準液晶板類似，包 括一底部透明基底11a，透明電極lib在底部透明基底 11a上形成，一上透明基底iic與底部透明基底Ua以一 間隙壁lid相隔，一透明電極ue在上透明基底11(1的 下表面形成，而液晶Ilf填入底部透明基底lla及上透 明基底lie的間味。 雖然因為液晶的雙重折射，使得光非等向薄嫫10a 本紙尺度逋用中國«家橾率（CNS > Μ规格（210X297公釐） —•n n I n n n n - I - i n n 訂 (請先w讀背面之注f項再填寫本蒽) 鍾濟部中央镖率局貝工消费合作社印製 A7 _B7 五、發明説明（4 ) 及10b簾抑對比的減低，光非等向薄膜l〇a及l〇b不能 有效地壓抑等級反向，當一扭轉向列液晶使用於第一習 知技藝中時，影像不經意地上色。 另一個改進方法在日本特開平7-159614號公報中 揭露，並在下文中參考為第二習知技藝。第4圖繪示出 第二習知技藝中，一傾斜入射的光L0之極化。此第二 習知技包括一液晶胞20，一光等向元素21，及一對極 化板22a/22b，且液晶LC填入液晶胞20中之間隙。 當光傾斜入射在極化板22a時，線性極化光L1朝著 液晶胞20產生，由於液晶LC折射率的非等向性，液晶 LC將線性極化光L1轉換成橢圓極化光L2。 如果橢面極化光L2直接向極化板22b行進，極化板 無法有效地阻擋橢圓極化光L2，而產生洩漏電流。然 而，光非等向元素21提供於液晶胞20及極化板22b之 間，光非等向元素21感應形成一阻礙，將橢圓極化光 L2轉變成線性極化光L3。即使在第二習知技藝中，光 傾斜入射於第二習知技藝，提供一傾斜入射光的透射率 相等於垂直入射光。因此，光非等向元件21消除廣視角 對第二習知技藝的依附性· 光非等性元件21由光負單轴晶《形成，當三個主要 轴上之折射率依其值，即亦，由最小數值至最大數值稱 為n-alpha，n-beta，及n-gamma時，折射率的關係為 n-alpha<n_beta=n-gamma。因此，光非等向性在光轴方 向具最小折射率，光轴不在光非等向性元件的入射表 本紙張尺度遠用中國國家橾率（CNS > A4规格（210X297公釐） ^1· ^^1 m n ^ ϋ II— m (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 魍濟部中央樣率•^工消费合作杜印家 A7 B7 五、發明説明（5) 面，亦不在其入射表面的垂直線。然而，第二實施例不 足以抑制等級的反轉。 第一個改進揭露於曰本特開平6-82776號公報中， 而第5圈繪示出此一習知之液晶顯示板〃此一習知的液 晶顯示板在下列敘述中可參考作第三習知技藝。 第三習知藝包括一液晶顯示板31 ，夾在兩極化板 32a及32b之間，以及一光擴散板33附於極化板32b。 一光源（未於圈中顢示）提供在極化板32b的背面，並經 極化板32a照射液晶顯示板31。光入射於液晶顯示板 31，並傳遞影像由液晶顯示板31，經極化板32b至光 擴散板33。光擴散板33擴散影像傳遞光，平均影像形 成螢幕上的對比比例。結果，改善了廣視角的對比比例》 光擴散板3是由丙烯酸樹脂或聚乙烯酵形成，其包 括白色素或一粗糙平面。然而，光擴散板33降低人由垂 直方向觀察影像形成螢幕之影像的對比，因為，經一黑 影像傾斜洩漏的光被反射至向前方向•此外，因不規則 反射，光擴散板33白化影像。 由前文敘述可瞭解，本習知之標準液晶顯示板及第 一習知技藝之液晶顧示板具下列問題。 習知的標準液晶顧示板之視角窄小，而等級因阻礙不同 被破壞，亦即一特別射線之折射率及1及一普通射線之 折射率n〇的差，舆液晶間隊d的乘積。當視線點大量地 由正交線偏折至影像形成螢幕，等級的破壞更加嚴重。 第一及第二習知可利用非等向元素抑制對比比例 本紙张尺度逋用中國國家梂率（CNS }八4规格（ZlOX297公釐） I-^ ； C裝------tr------/,i (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 钂濟部中央橾率局貝工消费合作社印氧 A7 B7 五、發明説明（6 ) 的減小，然而，等級的反轉仍然會發生，當使用扭轉向 列液晶時，影像會不需要地上色。 由於在影像形成螢幕上對比的平均，第三習知之液 晶顯示板在影像形成螢幕垂直方向，降低對比，且因不 規則反射白化影像。此外，光擴散反射外來的光，並使 能見度降低。 因此，本發明之一重要目的，在提供一液晶顯示板， 改善廣視角，並防止等級的反轉，不需要的色彩，及低 能見度。 為達成本發明之目的，本發明設計以補償液晶折射 率之非等向性，及在光補償後的擴散影像傳遞光。 基於本發明，提供一種液晶顯示單元，包括：一光 源產生第一光線，沿著一光路徑行進，提供在光路徑上 彼此相間的極化層，一液晶板提供於極化層之間，以及 一液晶層以產生一第二光線傳遞一由第一光線的影 像，並具一對應液晶板入射表面正交線，及偏離正交線 的一傾斜線為橢圓的非等向折射率，一光非等向層提供 於光路徑上，且具舆對應前述之正交線及傾斜線其中之 一為橢圓的第一非等向折射率相反的橢圓第二非等向 折射率，以及一光擴散層提供於光路徑，以平均通過光 非等向層的第二先線之強度。 液晶顢希%元可進一步包括一蓄電層。 為讓本κ之上述和其他目的、特徵、和優點能更 明顯易僅，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圈式， 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ---^---；------ (請先Μ讀背面之注f項再填寫本頁) 訂 Α7 Β7 五、發明説明（7 ) -----— 作詳細說明如下β 圈式之簡單說明： 第1圖係一剖面圈’繪示出習知標準液晶顯示器之 結構； 第2圖係一透視圖，繪示出麾用於第-習知液晶顯 示板之光非向元素之橢圓折射率； 第3圖係-剖面圖，繪示出第一習知液晶顯示板之 結構； 第4圈係一透視圈，蟓示出入射於第二習知液晶顯 示板之光的極化； 第5圖係一剖面圈，繪示出第三習知液晶顯示板之 結構； 第6圖係一剖面圈，繪示出基於本發明，一液晶藕 示單元的結構； 第7Α圖至第7Β圈繪示出使用於顯示單元的扭轉向 列液晶之橢圓折射率； 第8Α圈至第8C繪示出使用於類示翠元的光補償層 之橢圃折射率； 第9圈繪示出由液晶顯示單元達成之等級； 第10圈繪示出不含光擴散層所製造的第一比較樣 品所達成之等級； 第11圖繪示出不含光擴散層及光補償層所製造的 第二比較樣品所達成之等級； 第12圖係一剖面圖，繪示出基於本發明’經改善的 本紙張尺度逋用中困國家標率（CNS ) Α4规格（210X297公t ) (讀先《讀背面之注$項再填寫本頁) 钂濟部中央標ίΛ工*♦合作社_氧

Λ濟部中央樣率ΐ工消费含作社印家 A7 B7 ' 五、發明説明（8 ) 液晶顯示單元之結構； 第13圈係一剖面圖，繪示出基於本發明，改善的另 一液晶顯示單元之結構； 第14圖係一剖面圃，燴示出基於本發明，改善的又 另一液晶顯示單元之結構； 第15圈係一剖面圈，燴示出基於本發明，改善的又 另一液晶顯示單元之結構； 第16圈係一剖面圖，獪示出因厚色彩過濾器基底結 構之影像模糊程度； 第17圈係一剖面圖，燴示出基於本發明，另一液晶 顯示單元之結構； 第18圈係一剖面圖，繪示出使用於基於本發明之另 一液晶顯示單元中，一光擴散層；以及 笫19圖係一剖面圖，繪示出與第18圈等效之另一 光擴散層。 第一實施例 參考第6圈，基於本發明之一液晶顯示單元包括一 表面光源41，一對極化層42a/42b彼此相間，一對液晶 板43提供於極化層42a及42b之間，一光補償薄膜44 ***液晶板43及極化層42b之間，以及一光擴散層45 附於極化板42b上。雖然只有一部分的液晶顯示單元顥 示於第6圈，熱知此技藝者可由此得知本實施例中液晶 顯示單元之全部結構。 表面光源41包括一冷陰極管式螢光燈及一光導 本纸張尺度適用中國國家鏢率（CNS > Α4规格（2丨0Χ297公釐） --^---.------ (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 M濟部中*#♦局Λ工消费合作杜印家 A7 B7 五、發明説明（9) 板。冷陰極管式螢光燈輻射一光，向光導板的一端方向 入射，再於光導板中重復總反射。光導板包括擴散元素， 這些擴散元素散佈光，因此，光導板使光la經由極化板 42a均勻地照亮液晶板43。 液晶板43包括一主動矩陣基底結構43a，一色彩過 濾器基底結構43b與主動矩陣基底結構43a相間隔，一 沿著週圍的緘封層43c，夹在主動矩陣基底結構43a及 色彩過濾器基底結構43b之間。扭轉向列液晶填入，主 動矩陣基底結構43a及色彩過濾器基底結構43b之間的 間隙，而其扭轉角度為90°。 主動矩陣基底結構43a製造於透明基底上，透明的 圈素電極排列成矩陣於透明基底上，薄膜電晶體，影像 信號線，及閘控制線再製造於透明基底上。薄膜電晶艟 連接於相關之透明圈素電極及影像線之間，並以閘控制 線作為閘極，以供應影像傳遞信號於相關透明圈素電 極。 色彩過濾器基底結構43b亦製造於一透明基底上， 且一透明相反電極及三原色的色彩過濾器在透明基底 上形成·透明相反電極經扭轉向列液晶，相對於透明圈 素電極。透明圖素電極，透明相反電極，及扭轉向列液 晶形成複數個液晶電容，作為一圖素矩陣，而影像傳遞 信號各自改變圈索的穿透率，以產生影像。 光補償層44由具負光特性的光材料形成，且具一光 轴，對準入射表面的正交線，或偏離正交線。當表面光 本紙張尺度逍用中國國家樣率（CNS ) A4规格（210X297公釐） —7--.----— (請先閱讀背面之注$項再填寫本買) 訂 鋟濟部中夬樣率局負工消费含作社印«. A7 _B7_' 五、發明説明（10 ) 源41輻射光41a經由極化板42a至液晶板43時，傾斜 入射光破壞等級，且由於扭轉向列液晶43d的雙折射， 使一黑影像變亮。等級破壞及黑影像變亮，隨著與對應 正交線的傾斜光之入射角度變得更嚴重。光補償層44 的目的在抑制亮化的黑影像。 液晶顯示單元操作於通常為白色的模式，而極化層 42a及42b具穿透轴彼此以一 90°角偏離。液晶板43及 光補償層44夾在極化層42a及42b之間，光擴散層45 附於光補償層44的對面。 液晶顯示單元的作用如下》扭轉向列液晶顯示單元 為一正向單轴。當扭轉向列液晶產生一黑影像時，扭轉 向列液晶43d的橢圓折射率在如第7A圖至第7C圖中之 光轴方向伸長，假設所有的扭轉向列液晶小滴在穿越產 生電場的方向升起，光轴46a配合基底結構43a/43b的 正交線，且如第7A圖所示，折射率橢圓46b在對準正 交線的方向伸長〇然而，扭轉向列液晶小滴在基底結構 43a/43b的鄰近具光轴，因復蓋於基底結構43a/43b内表 面的轉動層（未於圈中顯示）磨擦而對應於正交線，偏移 某一角度•而平均折射率橢圓46c則如第7B圈所示，由 正交線偏移。在真實的扭轉向列液晶層43d中，液晶小 滴相繼改變光轴於基底結構，於是，折射率椭圓46d改 變基底結構43a及43b之間的角度，如第7C圖所示。雖 然在中間位置的扭轉向列液晶小滴具光轴46d與交正線 對準，扭轉向列液晶小滴在基底結構43a/43b的鄰近傾 本纸張尺度逋用中國國家橾率{ CNS ) Α4规格（210X297公釐） I I I - - --- I - —..I I - I - ----- - - - - ,ΤΓ (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 鑪濟部中央f货工消费合作杜印It A7 B7 五、發明説明（11 ) 斜。 光補償層44由負向單軸光材料形成’因此’如第 8A圈至第8C圈所示，補償扭轉向列液晶43b的光特性。 折射率橢圃47a在垂直光轴47b的方向伸長。 第8A圈繪示出一光補償層44的例子，其具折射率 橢圓47a，且在第8A圈中的折射率橢圓47a對應於第 7A圖中，在電場方向轉動的扭轉向列液晶43b之折射率 橢圆。光轴47b舆光補償層44的入射表面對準。 光捕償層44的第二例如第8B圈所示。在第8B圈 中的折射率橢圆47a對應於第7B圖中，在由正交線以某 一角度偏離的扭轉向列液晶43b之折射率橢圓。光轴47b 由正交線偏離。 第8C圈燴示出光補償層44之折射率橢圓的第三例 子。在第8C圈中的折射率橢圓對應於第7C圖，第三例 子具一多層結構，且光轴47b以一舆光轴46e相似方法 逐漸改變。 雖然第一至第三個光補償層的例子有效抵抗亮化 黑影像，第三例為最佳例子，再來為第二例子，而第一 例子所達的效果最小。 一負向單轴光非等向材料的典型例子為圓盤狀 (discotic)液晶，當應用第二或第三例子於此液晶顯示單 元時，必須讕整光軸46e至±10。於先補償層44之表面部 分，因為轉動層的磨擦轉動方向，此光補償層44舆色彩 過瀘器基底結構43b接觸》 本纸張尺度逋用中國國家標率（CNS ) A4规格（210X297公釐） 0^------1T (請先聞讀背面之注$項再填窝本霣) A7 B7__*五、發明说明（12 ) 適用於液晶顯示單元之光補償層44，揭發於”含光 補償器的廣視角扭轉向列液晶顧示器（'\¥丨(!6-\^6\¥111§-Angle TN-LCD with Optical Compensator)”，”the proceeding of 21st liquid crystal forum, page 298 and 299M 中’此光補償器具一塗佈有discotic液晶的支持基底。 任何由光非等向材料形成之光補償器皆適用於此液晶 顯示單元，目前為止光非等向材料具一負向折射率對應 於正交線，成偏離正交線的傾斜線，以達一廣視角》即 使材料為光二光轴性，光補償器仍具效果❶ 如前文敘述可瞭解，光補償層44有效地抑制亮黑影 像’提高由舆正交線成一角度相間的位置見到之影像的 對比。 影像傳遞光由光補償層44輻射，經極化層42b，入 射於光擴散層45。光擴散層45擴散大量的光於平行正 交線的方向，因此，平均了光量· 光補償層44可***極化板42a及主動矩陣基層43a 之閟，如第12圖所繪示。 本發明評估繪示於第6圈之液晶顢示單元，與一不 包括光補償廣44的液晶顯示單元作比較^本發明製造了 一繪示於第6圖中，液晶顯示草元之樣品，一不包括光 擴散層45之第一比較樣品，及不包括光補償層44及擴 散廣45之第二比較樣品。本發明在上下方向，利用視角 的改變，測董光強度，並如第9圈，第10圈，及第11 圈所蝽示’繪出視角對光強度之幾何圖。光強度己被正 ^--·---ιζ_.-- (請先Μ讀背面之注$項再填寫本霣) 订 钂濟部中夹槺丰局貝工消费合作社.&·*. A7 B7 五、發明説明（13 ) 規化，數字，，0，，，”1”，”2”，”3”，”4”，”5”，”6”，”7”， 及”8”代表等級程度。 比較第11圈與第9圈及第10圈，在第二比較樣品 上，代表黑影像的最低等高線L1，為僅介於-5度至+5 度平坦，而黑影像的強度可由± 5度增加。然而，在第 一比較樣品上，等高線L2亦代表黑影像，較L1為平坦， 而在第一比較樣品中之對比比值提高。例如，第二比較 樣品違到對比比值為”10,時，視角介於26.0度向上， 37.6度向下。反而言之，第二比較樣品達到”1〇”時，視 角介於53.0向上，45.3向下。因此，第一比較樣品於對 比比值為”10”時，具第二比較樣品兩倍的視角。第一比 較樣品和第二比較樣品的不同，在光補償層44。然後， 本發明確認光補偾層44有效防止黑影像。 然而，彼此以-15度交錯的中間等級之代表等高線， 以及等級的反轉，仍然在第一比較樣品中的灰色影像發 生。然而，在第6圖中之樣品中，對應的等高線彼此並 未交鐯，而在對比達到”10”之視角變宽至± 70度或更 大。因此，本發明確定合併光補償層44及光擴散層45， 改善了視角，並有效地防止影像的等級反轉· 如前文所述，參考第三S知技藝之液晶顧示板，光 擴散板33大量地降低了在影像形成螢幕前，觀察而得之 影像的街比比值》然而，光擴散層45並未降低在前方觀 察之對比比值，因為光補償層已經抑制黑影像的亮度。 事實上，第二比較樣品違到前方對比為230.6，而基於 本纸張尺度遍用中••家樣率（CNS > Α4ΛΜΜ 210X297公釐） (請先明讀背面之注$項再填寫本頁) -訂_ 钂濟部中*梯率^貝工消费含作社印f. A7 B7 五、發明说明（14) 本發明之樣品達到前方對比為161.6。 如果光由外界入射而惡化了可見度，一抗反射裝置 有效地防止光由外界入射。一粗糙表面，一多層塗佈結 構，及光吸收黑矩陣為抗射裝置的例子。 上述的評估可由下表總結: 樣品 結構 前方對比 在10之視角 等級反轉 上 下 2 «知結構 230.6 26.0 37.6 5° 1 光補償器 265.3 53.0 45.3 15° 0 光補償器+獷散器 161.6 >70 >70 無 由前文敘述可知，基於本發明之液晶顯示單元，利 用合併光補償層44及光擴散層45，達到一廣視角，而 無黑影像及在所有的等級程度中之等級反轉》 $二資施例 第12圈繪示出基於本發明之一實施例中，液晶顯示 翠元的一部分。除了兩個光補償子層50a及50b外，第 二實施例中之液晶顯示單元與第一實施例中相似。因 此，其他各層之標號舆第一實施例中，對應的各層相同， 而不再贽救。 光補償子層50a***極化層42a及主動矩陣基底結 構43a之間，另一個光補償子層50b，則***色彩過瀘 基底結構43b及極化層42b之間•光補償子層50a及50b 美不同方向的橢國折射率，對應於第8C圈中之多層結 構。第8C圈中之散射，可輕易地由分離光補償層為複 數個光補償子層達到。當共力在薄膜之前後表面不同地 本紙張尺度適用中國Η家梯準（CNS > A4规格（210X297公着） (请先《讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 鐮濟部中央樣率為貝工#费合作杜印笨 A7 B7 五、發明説明（15 ) 調整時，光橢圓則不同地轉向。 第12圖中繪示之液晶顯示單元，具第一實施例中各 種優點，且利用光補償子層，較第一實施例輕易地達到 適當的橢圓折射率之散射。 第三實施例 第14圖繪示出基於本發明之另一實施例中，液晶顯 示單元的一部分。除了兩個光擴散層51外，第三實施例 中之液晶顯示單元舆第一實施例中相似。因此，其他各 層之標號與第一實施例中，對應的各層相同，而不再贄 敘。 光擴散層51***光補償層44及極化層42b之間， 且由可忽略雙重折射的光材料形成，紫外光雙凸曲度可 為此光材料之例。 當影像傳遞光通過光補償層44時，影像傳遞光被線 性極化。然而，如果雙折射發生於光擴散層，影像傳遞 光被橢圓極化，而此橢圓極化之影像傳遞光降低影像之 對比。在光擴散層51中，隻折射可忽略，而光擴散層 51被極化層42b覆蓋。因此，液晶顯示單元可防止因在 光擴散層51上之不規則/規則反射的白化。 因此，第三實施例中之液晶顢示單達到了抑制外界 入射之光，及第一實施例之優點。 笫四實施例 第15圈繪示出基於本發明之另一實施例中，液晶顧 示單元的一部分。第四實施例為第二實施例及第三實施 本紙張尺度逋用中國國家橾率（CNS ) A4规格（210X297公釐） —^---.----— (請先《讀背面之注$項再填寫本I) 訂 觎濟部中央樣率局薦工消费合作社印策 A7 B7_~ 五、發明说明（16 ) 例之間的折衷。因此，第四實施例中各層之標號與第一 實施例中，對應的各層相同，而不再赘敘。 第四實施例達到的第二及第三實施例中之所有優 點。 第五實施 當色彩過濾基底結溝43b太厚時，產生於螢幕上之 影像趨於模糊，此模糊是源自光的擴散。詳細地說，第 16圈獪示出一液晶顯示單元之結構，及與前面各實施例 中相同之棵號。色彩過濾基底結構43b，具在玻璃基底 43d上三原色的色彩過濾元素43c，而假設色彩過濾元 素43c之長度為a_。 假設光傳遞一段影像，穿越色彩過濾元素43c其中 之一，光在玻璃基底43d上擴散，而觀察得到的影像面 積長為h_。如長度L，玻璃基底43d之厚度，角度£_分 別為300μιη，1mm，及30度，長度12_為300μιη而無光 擴散層45。然而，穿越光擴散層45之一段影像，利用 直角三角器計算，得長度為1455μηι。光擴散層45將此 段影像放大4.8倍，所以觀察者感覺影像放大. 第五實施例中之液晶顯示單元之目的，在除去模 糊。第17圈繪示出第五實施例中，液晶顯示單元的結 構。第五實施例以第四實施例為基礎製造。因此，第五 實施例中各層可參考對應於第四實施例中之各層。 提供一蓄電板52於表面光源41及極化層42a間， 表面光源41輻射光穿越蓄電板52至極化層42a。蓄電 本紙張尺度逋用中«國家櫟率（CNS ) A4规格（210X297公釐） ^^1 ^^1 1^1 an ^ n In m >^ϋ ^^1 t (請先閲讀背面之注$項再填寫本If) 鍾濟部中夫樣率為貝工消费合作社4-装 A7 B7_' 五、發明説明（17) 板52使光41a近似平行光。蓄電板52可採用一稜鏡薄 獏，或一百葉窗板。 蓄電板52可與表面光源41成為一艟，例如，一稜 銳可形成於面對極化層42a之光導層表面。否則，一凹 槽圖形可在附於冷陰極管型螢光燈上，光導層之表面上 形成。稜銳及凹槽圖形是利用一鑄模形成，而一對應的 稜鏡圈形及凹槽圖形，則在鑄模中預先形成。 穿越蓄電層52之光使角度£_變小，而抑制擴散。結 果，防止此段影像模糊。 笫六實施例 除了光擴散層53外，第六實施例中之液晶顯示單元 與第一至第五實施例中相似。因此，其他各層之標號與 第一實施例中，對應的各層相同，而不再赘敘。 第18國繪示出光擴散層53，柱狀凹透鏡53a在對 視角強依賴性垂直之方向，彼此平行延伸。當裝置光擴 散層53於第9圈中，具等級特性的液晶顯示單元中時， 視角依賴性於上下方向大，而柱狀凹透銳53a在螢幕側 向延伸。 深度D對對角線P的比率，亦即D : P範圍介於 2.9 : 1至0.8 : 10之間〇而所欲得之範園介於1.8 : 1.0 及1.2 : 1.0之間。當比率落於此一範圍時，可見度及視 角同時最佳化。對角線範園從30μιη至360μιη，此對角 線Ρ不對應圈素，且在不產生波纹時為最佳。 光擴散層53具平坦表面53b，介於柱狀凹透銳53a 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS )八4规格（2丨0><297公釐） (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標率扃貝工消费合作社印隶 A7 B7 五、發明説明（18) 之間，此平坦表面最後形成一平面鏡。因此，光幾乎不 會散射，亦不會繞射於平坦表面53b上。此一特徵有效 地防止模糊。平坦表面53b減少了光的擴散，然而，柱 狀凹透鏡53a具一大凹面曲率半徑，而此大曲率半徑補 償擴散的減低。此擴散特性可由改變被柱狀凹透鏡53a 和平坦表面53b佔據的面積，及曲率半徑之間的比率改 善。 第19圈燴示出與光擴散層53等效的另一個光擴散 層54。光擴散層54具柱狀凸透鏡54a，彼此平行延伸， 其擴散特性可由改變被柱狀凸透鏡54a和平坦表面54b 佔據的面積，及曲率半徑之間的比率改善。 光擴散層53及54如以步驟形成。首先，準備一極 化板，此極化板塗佈有一層變性之丙烯酸，例如，羥烷 基-甲基·丙烯酸或烷基-甲基-丙烷。一適當之鑄模壓在變 性丙烯酸層上，而紫外光輻射穿越極化板，以保存變性 丙烯酸層。 第六實施例可達到第一實施例之所有優點。 雖然本發明中特別的實施例已繪示並敘述如上，很明顯 的，在習知中的各種技藝的改變及修改，可以不偏離本 發明之精神及範園。 例如，本發明不限於主動矩陣型，而亦可應用於各 種液晶類示板。 蓄電層52可併入第一，第二，及第三實施例中。 本纸張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4规格（2丨0><297公釐） 1·1 In m In In m Mm m I —ϋ n 1^1 (請先w讀背面之注f項再填寫本I) A7 B7 五、發明說明（18·1) 1〜表面光源；la〜光；2a〜透明基底結構；2b〜透明 基底；2c〜密封層；2d〜扭轉向列液晶·’ 2e、2f〜極化極 3a〜影像；3b〜螢幕；10〜薄膜；10a、10b〜光非等向薄膜； 11〜液晶胞；11a〜底部透明基底；lib〜透明電極；llc〜 透明基底；11(1~間隙壁；lie〜透明電極；Ilf〜液晶；12a、 12b〜極化層；20~液晶胞；21〜光非等向元素；22a、22b~ 對極化板；31〜液晶顯不板；32a、3 2b〜兩極化板；33~ 光擴散板；41〜表面光源；41a〜輻射光；42a、42b〜極化 層；43〜液晶板；43a〜主動矩陣基底結構；43b〜色彩過 濾器基底結構；43〇~緘封層；43d〜液晶層；44〜光補償 薄膜；45〜光擴散層；46a~光軸；46b〜折射率橢圓；47a~ 折射率橢圓；47b〜垂直光軸；50a、50b〜光補償子層； 51〜光擴散層；53~光擴散層；53a〜柱狀凹透镜；53b〜平 坦表面；54~光擴散層；54a~柱狀凸透鏡；54b〜平坦表 面；L1〜線性極化光；L2〜橢圓極化光；L3〜線性極化光； LC〜液晶。 ____— — — — — — — — — >11 <請先《讀背面之注$項再填寫本頁) 訂·. -線_ 經濟部智慧財產局貝工消费合作杜印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 六、申請專利範固 1. 一液晶顯示單元，包括： 一光源（41)，以產生一第一光（41a)，沿著一光路徑 行進； 複數個極化板（42a/42b)，提供於該光路徑上，並彼 此相間； 一液晶板（43)，提供於該等極化板之間，且包括一 液晶層（43d)，以產一第二光，傳遞來自該第一光之影 像，並具對應該液晶板之一入射表面的一正交線，以及 由該正交線傾斜之傾斜線的一第一非等向橢圓折射 率；以及 一光修正器，提供於該光路徑上； 其特徵在於： 該光修正器包括： 一光非等向層（44 ; 50a/50b)，具一第二非等向橢圓 折射率，與對應於該正交線及該傾斜線之該第一非等向 橢圓折射率相反；以及 一光擴散層（45 ; 51)，提供於該光路徑上，用以平 均穿越該光非等向層之該第二光的強度。 2. 如申請專利範園第1項所述之液晶顯示單元，其 中該光非向等層（44)***該液晶板（43)，以及提供在與對 應該液晶板之該光源相反側的該等極化板（42b)其中之 一之間。 3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示單元，其 中該光非等向層（44)***該液晶板(43)，以及提供在舆對 22 本纸張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注$項再填寫本買) 訂 鑪濟部中*標率>«貝工消费含作社4-«. 鎧濟部中央鏢率馬貝工消费合作社印装 申請專利範固 應該液晶板之該光源同側的該等極化板（42a)其中之一 之間。 4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示單元，其 中該光非等向層包括複數個光非等向子層（50a/50b)，以 不同角度介於該正交線及該傾斜線其中之一，以及在該 等光非等向子層其中之一的該第二橢圓折射率之正交 線或傾斜線的其中之一，及不同傾斜於該入射平面之另 該等光非向子層之該第二橢圓折射率的正交線或傾斜 線其中之一。 5. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示軍元，其 中該等光非向子層（5〇b)***該液晶板，以及提供於舆該 液晶板之該光源之相反側的該等極化層其中之一之 間’而另該等光非向子層（5〇a)***該液晶板，以及提供 於舆該液晶板之該光源之同側的該等極化層其中之一 之間。 6. 如申請專利範面第1項所述之液晶顯示單元，其 中該光擴散層（51)***該光非等向層（50b)，及提供於與 該液晶板之該光源相反側的該等極化層其中之一之 間’以及該光振散層形成於一光材料，其中光雙折射可 忽略。 7. 如申請專利範園第6項所述之液晶顯示單元，其 中該光材料為紫外光雙凸曲折。 8. 如申請專利範園第1項所述之液晶顯示單元，其 中又包括： 23 本紙張尺度逋用中國國家操率（CNS ) A4规格（210X297公釐） . . rv ! (請先閱讀背面之注$項再Ϊ本頁) 訂 A8 B8 C8 D8 · 六、申請專利範困 一蓄電層（52)，提供於該光源及該等择化層其中之 一之間，且使該第一光近似平行光。 9. 如申請專利範®第8項所述之液晶顯示單元，其 中該蓄電層（52)採用一稜鏡薄膜。 10. 如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示單元，其 中該蓄電層（52)採用一百葉層。 11. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示單元，其 中該光擴散層具複數個柱狀透鏡（53a ; 54a)，由複數個 平坦表面部分（53b ; 54b)交錯。 12. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示單元， 其中該等柱狀透鏡延伸於一方向，其中一視角對產生於 一勞幕上之一影像的依賴性大於另一方向。 13. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示單元， 其中該等柱狀透銳排列於一特定斜角（P)，且由該平坦表 面及該斜角之該等柱狀透鏡的最遠點比值為2.9: 10及 0.8 : 10。 14. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示單元， 其中該等平坦表面為磨光鏡面。 —--------— (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 M濟部中夹樣率局貝工消费合作社印簟 本纸張尺度逋用中國國家標率（CNS ) A4«WM 210X297公釐）