TWI409543B - 液晶顯示裝置及其組裝方法 - Google Patents

Description

液晶顯示裝置及其組裝方法

本發明是有關於一種液晶顯示裝置及其組裝方法，且特別是有關於可朝不同的方向來顯示影像之液晶顯示裝置及其組裝方法。

隨著資訊、通信產業不斷地推陳出新，帶動了液晶顯示器(Liquid Crystal Display；LCD)市場的蓬勃發展。液晶顯示器具有高畫質、體積小、重量輕、低驅動電壓、與低消耗功率等優點，因此被廣泛應用於個人數位助理(Personal Digital Assistant；PDA)、行動電話、攝錄放影機、筆記型電腦、桌上型顯示器、車用顯示器、及投影電視等消費性通訊或電子產品。加上積體電路(Integrated Circuit；IC)產業與液晶顯示器製造技術的突飛猛進，這些消費性通訊或電子產品亦朝向輕、薄、短、小的趨勢發展。尤其是在電腦產品方面，除了高性能、高速度之桌上型電腦外，攜帶方便的筆記型電腦更是受到極大的注意與重視。

一般之液晶顯示裝置中，其背光源的出光方向大都固定不變，且其光型(出光角度)分布維持在某些特定範圍，因而一般的液晶顯示裝置僅可在特定的視角範圍內進行觀看。以車用面板為例，現今汽車工業已逐漸提高車內娛樂功能，汽車導航系統和DVD影音系統已成為許多車內的基本配備。然而，當汽車導航系統和DVD影音系統同時使用時，車內 則需裝設二台顯示裝置，因而增加設置成本，且縮減車內的配置空間。

請參照第1圖，其繪示一種習知液晶顯示裝置的結構示意圖。習知的液晶顯示裝置係利用「視差屏障(Parallax Barrier)」方式來使影像可同時朝二方向顯示，以達成雙視角(Dual View)同時顯示的功效。其係藉由一具有屏障光罩的彩色濾光片(Color Filter)910來設置於液晶顯示模組920上，以分隔不同影像的光線朝二個方向射出，因而可同時由二個方向來觀看影像A和B。

然而，具有屏障光罩的彩色濾光片910製程複雜且困難，因而增加實現Dual View的製程成本和困難度。且彩色濾光片910係藉由遮蔽光線來分隔光線，因而降低液晶顯示裝置的光能利用率。

因此本發明之一方面係在於提供一種液晶顯示裝置，藉以朝不同的方向來顯示影像，因而可達到雙視角顯示的功效。

本發明之又一方面係在於提供一種液晶顯示裝置的組裝方法，藉以簡化具有雙視角顯示功效之液晶顯示裝置的組裝方法或製程。

本發明之又一方面係在於提供一種液晶顯示裝置，藉以提升液晶顯示裝置的光能利用率。

根據本發明之實施例，本發明之液晶顯示裝置至少包含 有背光模組和液晶顯示模組。液晶顯示模組係設置背光模組上，其中液晶顯示模組至少包含有第一基板、液晶層、分光層及第二基板。液晶層係設置第一基板上，分光層係設置於液晶層上，其中分光層設有第一透光介質和第二透光介質，而第一透光介質的光折射率係實質不同於第二透光介質的光折射率。第二基板係設置於分光層上。

又，根據本發明之實施例，上述之液晶顯示裝置的第一透光介質和第二透光介質之間形成有複數個界面，而每一此些界面與入射光線之間具有一預設角度，其中入射光線係由第一透光介質入射至第二透光介質。

又，根據本發明之實施例，本發明之液晶顯示裝置的組裝方法至少包含：提供背光模組；以及設置液晶顯示模組於背光模組上，其中該液晶顯示模組的組裝方法至少包含：提供第一基板；形成液晶層於第一基板上；提供第二基板；形成分光層於第二基板上，其中分光層具有第一透光介質和第二透光介質，且此形成分光層的步驟係先形成第二透光介質於第二基板上，再形成第一透光介質於第二透光介質上，接著，對第一透光介質進行一刮平步驟，藉以形成分光層，而第一透光介質的光折射率係實質不同於第二透光介質的光折射率；以及設置第二基板和分光層於液晶層上，其中分光層係相對於液晶層。

因此，本發明之液晶顯示裝置可同時朝不同的方向來顯示不同畫面影像，且本發明之液晶顯示裝置的組裝方法較為簡易。另外，本發明之液晶顯示裝置可避免光能利用率不佳 的問題。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，本說明書將特舉出一系列實施例來加以說明。但值得注意的是，此些實施例只是用以說明本發明之實施方式，而非用以限定本發明。

請參照第2圖，其係繪示依照本發明之第一實施例之液晶顯示裝置的剖面示意圖。本實施例之液晶顯示裝置包含有液晶顯示模組100和背光模組200。液晶顯示模組100係設置於一背光模組200的上方。此背光模組200可為側光式(Edge Lighting)背光模組或直下式入光(Bottom Lighting)背光模組，其中背光模組200較佳可提供高準直性的背光源，例如可設置光學膜片組210，以提升背光效率和準直性。光學膜片組210例如可為：擴散片、稜鏡片、增亮膜(Brightness Enhancement Film；BEF)、反射式增亮膜(Dual Brightness Enhancement Film；DBEF)、非多層膜式反射偏光片(Diffused Reflective Polarizer Film；DRPF)或上述之任意組合。而背光模組200之光源(未繪示)例如為：冷陰極螢光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp；CCFL)、熱陰極螢光燈(Hot Cathode Fluorescent Lamp；HCFL)、發光二極體(Light-Emitting Diode；LED)、有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode；OLED)或電激發光片(Electro-Luminescence；EL)，用以提供背光源至液晶顯示模 組100中。

如第2圖所示，本實施例之液晶顯示模組100包含有第一偏光片110、第一基板120、液晶層130、分光層140、彩色濾光片150、第二基板160及第二偏光片170，其係依序堆疊設置。當光線垂直入射至液晶顯示模組100的分光層140中時，光線可藉由分光層140來朝不同的方向射出，因而可達到雙視角(Dual View)的功效，亦即可同時朝不同的方向來顯示不同影像。

如第2圖所示，本實施例之第一偏光片110係用以容許背光模組200所射出的部分偏振方向光線通過，以使光線形成偏極化。本實施例之第一基板120係設置於第一偏光片110上，以使偏極化後的光線入射至液晶層130，第一基板120例如為：玻璃基板或可撓性基板，其中第一基板120可設有複數個驅動元件(未繪示)，例如：薄膜電晶體(Thin-Film Transistor；TFT)，以驅動液晶層130中之液晶分子(未繪示)的扭轉，因而在液晶層130中形成複數個畫素P。值得注意的是，此些驅動元件可設置於第一基板120或第二基板160，而非僅限於設置於第一基板120上。

如第2圖所示，本實施例之液晶層130係設置於第一基板120上，用以使光線受到液晶分子之扭轉配向的影響而產生不同偏振狀態，再透過第二基板160及第二偏光片170的作用，來控制此些畫素P的明暗顯示效果，以顯示出各種圖形和影像。而液晶層130中的液晶分子可例如為：垂直配向(Vertical Alignment)液晶、扭轉向列(Twist Nematic)液晶或平 行配向液晶。

請參照第3圖，其係繪示依照本發明之第一實施例之液晶顯示裝置的局部剖面示意圖。本實施例之分光層140係設置於液晶層130和第二基板160之間，用以使由液晶層130所穿過的光線來朝不同的方向射出，達到雙視角的功效。分光層140設有第一透光介質141和第二透光介質142，第一透光介質141的光折射率n₁係實質不同於第二透光介質142的光折射率n₂，較佳為光折射率n₁大於光折射率n₂，且第一透光介質141和第二透光介質142之間所形成的界面I與垂直入射光線之間具有一預設角度θ，藉以當光線由第一透光介質141入射至第二透光介質142時，光線可產生偏折，進而朝一預設方向射出。

在本實施例中，第一透光介質141可形成複數個三角形結構，其週期性地排列於液晶層130和第二基板160之間，而第二透光介質142可形成複數個倒三角形結構，密合地形成於第一透光介質141上，因而本實施例的分光層140可具有複數個斜率相反的界面I，藉以使光線朝不同的方向射出。其中每二相鄰畫素P和P’上之界面I的斜率係相反的，藉以使每二相鄰畫素P和P’所射出的光線朝相對的方向射出。

舉例而言，當第一透光介質141的光折射率n₁為1.6，而第二透光介質142的光折射率n₂為1.4，且預設角度θ為+61度，而預設角度θ’為-61度時，每二相鄰畫素P和P’所射出的光線係朝相對的方向射出，並分別係以+40度和-40 度出光。

如第2圖所示，本實施例之彩色濾光片150係設置於分光層140與第二基板160之間，而第二偏光片170係設置於第二基板上，藉以使由分光層140所分隔的光線可由第二偏光片170射出，而形成雙視角顯示效果。其中彩色濾光片150係由複數個彩色區塊151所排列組成，例如係由複數個紅色區塊(R)、複數個綠色區塊(G)及複數個藍色區塊(B)所排列組成，而每一此些彩色區塊151係對應於單一的畫素P上，此些彩色區塊151的排列方式可例如為：R-G-B-R-G-B或R-R-G-G-B-B，藉以同時朝不同方向顯示色彩變化。然本實施例之彩色區塊151的排列方式可不限於上述所及，熟悉該項技術領域者可任意選擇適當的排列方式來達成相同的功效，惟其液晶顯示模組不脫本創作之申請範圍所限。

因此，當本實施例之液晶顯示裝置進行顯示時，背光模組200可提供背光源至液晶顯示模組100，光線可藉由液晶顯示模組100的分光層140來朝不同的方向射出，因而可同時朝不同的方向來顯示影像和畫面，達到雙視角顯示的功效。另外，本實施例之液晶顯示裝置可充分利用背光源來進行顯示，藉以避免例如習知液晶顯示裝置具有降低光能利用率的問題。

當組裝本實施例之液晶顯示裝置時，首先，提供背光模組200。接著，設置液晶顯示模組100於背光模組200上，因而形成液晶顯示裝置。而液晶顯示模組100的第一偏光片110、第一基板120、液晶層130、分光層140、彩色濾光片 150、第二基板160及第二偏光片170係依序堆疊組裝而成。其中分光層140係先形成於第二基板160上，接著，分光層140和第二基板160再設置於液晶層130上，且分光層140係相對於液晶層130。當形成分光層140時，分光層140係先形成第二透光介質142於第二基板160上，再形成第一透光介質141於第二透光介質142上，接著，對第一透光介質141進行一刮平步驟，因而形成分光層140。因此，本實施例之液晶顯示裝置的組裝方法可簡易且精準地形成分光層140，並組裝於液晶顯示裝置，因而可簡化組裝方法或製程。

請參照第4圖，其繪示依照本發明之第二實施例之液晶顯示裝置的局部剖面示意圖。以下僅就本實施例與第一實施例之相異處進行說明，關於相似處在此不再贅述。相較於第一實施例，第二實施例之分光層340的第一透光介質341可形成複數個直角三角形結構(或稱楔形結構)，其係呈週期性地排列設置，且每一此些畫素P上排列有第一透光介質341的複數個直角三角形結構，而第二透光介質342可形成複數個倒直角三角形結構(或稱楔形結構)，以密合地形成於第一透光介質341上。其中每二相鄰畫素P和P’上之界面I的斜率係相反的，藉以使每二相鄰畫素P和P’所射出的光線朝相對的方向射出。因此，第二實施例的分光層340的厚度可進一步減少，而同時具有分光的功效，進而可減少液晶顯示裝置100的整體厚度。

請參照第5圖，其繪示依照本發明之第三實施例之液晶顯示裝置的剖面示意圖。以下僅就本實施例與第一實施例之 相異處進行說明，關於相似處在此不再贅述。相較於第一實施例，第三實施例之彩色濾光片450係設置液晶層130和分光層140之間，亦即光線係先經由彩色濾光片450來形成色光，再藉由分光層140來進行分光動作，以使光線朝不同的方向射出，因而達到雙視角顯示的功效。

由上述本發明的實施例可知，本發明之液晶顯示裝置可朝不同的方向來顯示影像和畫面，達到雙視角顯示的功效，且本發明之液晶顯示裝置的組裝方法較為簡易。另外，本發明之液晶顯示裝置可避免習知Dual View顯示裝置之光能利用率不佳的問題。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，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。

I‧‧‧界面

P、P’‧‧‧畫素

θ、θ’‧‧‧預設角度

n₁、n₂‧‧‧光折射率

100‧‧‧液晶顯示模組

110‧‧‧第一偏光片

120‧‧‧第一基板

130‧‧‧液晶層

140‧‧‧分光層

141‧‧‧第一透光介質

142‧‧‧第二透光介質

150‧‧‧彩色濾光片

151‧‧‧彩色區塊

160‧‧‧第二基板

170‧‧‧第二偏光片

200‧‧‧背光模組

210‧‧‧光學膜片組

340‧‧‧分光層

341‧‧‧第一透光介質

342‧‧‧第二透光介質

450‧‧‧彩色濾光片

910‧‧‧彩色濾光片

920‧‧‧液晶顯示模組

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：第1圖係繪示一種習知液晶顯示裝置的結構示意圖。

第2圖係繪示依照本發明之第一實施例之液晶顯示裝置的剖面示意圖。

第3圖係繪示依照本發明之第一實施例之液晶顯示裝置的局部剖面示意圖。

第4圖係繪示依照本發明之第二實施例之液晶顯示裝置的局部剖面示意圖。

第5圖係繪示依照本發明之第三實施例之液晶顯示裝置的剖面示意圖。

P‧‧‧畫素

100‧‧‧液晶顯示模組

110‧‧‧第一偏光片

120‧‧‧第一基板

130‧‧‧液晶層

140‧‧‧分光層

141‧‧‧第一透光介質

142‧‧‧第二透光介質

150‧‧‧彩色濾光片

160‧‧‧第二基板

170‧‧‧第二偏光片

200‧‧‧背光模組

210‧‧‧光學膜片組

Claims (34)

1. 一種液晶顯示裝置，至少包含：一背光模組；以及一液晶顯示模組，設置該背光模組上，其中該液晶顯示模組至少包含：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相對設置；一液晶層，設置於該第一基板與該第二基板之間；一分光層，設置於該液晶層與該第二基板之間，其中該分光層設有一第一透光介質和一第二透光介質，而該第一透光介質的光折射率係實質不同於該第二透光介質的光折射率；以及一彩色濾光片，該彩色濾光片具有複數個彩色區塊，其中該彩色濾光片設置於該分光層與該第二基板之間，或是設置於該液晶層和該分光層之間；其中該第一透光介質具有複數個三角形結構，而該第二透光介質具有複數個倒三角形結構，並密合地形成於該第一透光介質上，該些倒三角形結構至少其中一者係對應於兩個該些彩色區塊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該背 光模組設有一光學膜片組。
3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示裝置，其中該光學膜片組係選自由擴散片、稜鏡片、增亮膜(Brightness Enhancement Film；BEF)、反射式增亮膜(Dual Brightness Enhancement Film；DBEF)、非多層膜式反射偏光片(Diffused Reflective Polarizer Film；DRPF)及上述之任意組合的一族群。
4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該背光模組係一側光式(Edge Lighting)背光模組。
5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該背光模組係一直下式入光(Bottom Lighting)背光模組。
6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該背光模組設有至少一光源，而該光源係選自由冷陰極螢光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp；CCFL)、熱陰極螢光燈(Hot Cathode Fluorescent Lamp；HCFL)、發光二極體(Light-Emitting Diode；LED)、有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode；OLED)及電激發光片(Electro-Luminescence；EL)所成之一族群。
7. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中更至少包含：一第一偏光片，設置於該第一基板下；以及 一第二偏光片，設置於該第二基板上。
8. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該第一基板和該第二基板係選自由一玻璃基板及一可撓性基板所成之一族群。
9. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該第一基板設有複數個薄膜電晶體(Thin-Film Transistor；TFT)。
10. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該第二基板設有複數個薄膜電晶體(Thin-Film Transistor；TFT)。
11. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該第一透光介質的光折射率係實質大於該第二透光介質的光折射率。
12. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該些彩色區塊為複數個紅色區塊、複數個綠色區塊及複數個藍色區塊。
13. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該第一透光介質和該第二透光介質之間形成有複數個界面，而每一該些界面與一入射光線之間具有一預設角度，該入射光線係由該第一透光介質入射至該第二透光介質。
14. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示裝置，其中每 二相鄰該些界面的斜率係相反的。
15. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示裝置，其中每一該些界面係對應於每一該些彩色區塊。
16. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示裝置，其中該預設角度係實質為60度。
17. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該第一透光介質中之該些三角形結構為直角三角形結構，而該第二透光介質中之該些三角形結構為倒直角三角形結構，並密合地形成於該第一透光介質上。
18. 一種液晶顯示裝置的組裝方法，至少包含：提供一背光模組；以及設置一液晶顯示模組於該背光模組上，其中該液晶顯示模組的組裝方法至少包含：提供一第一基板；形成一液晶層於該第一基板上；提供一第二基板；形成一分光層於該第二基板上，其中該分光層具有一第一透光介質和一第二透光介質，且該形成該分光層的步驟係先形成該第二透光介質於該第二基板上，再形成該第一透光介質於 該第二透光介質上，而該第一透光介質的光折射率係實質不同於該第二透光介質的光折射率；設置該第二基板和該分光層於該液晶層上，其中該分光層係相對於該液晶層；以及設置一彩色濾光片，該彩色濾光片具有複數個彩色區塊，其中該彩色濾光片設置於該分光層與該第二基板之間，或是設置於該液晶層和該分光層之間；其中該第一透光介質具有複數個三角形結構，該第二透光介質具有複數個倒三角形結構，並密合地形成於該第一透光介質上，該些倒三角形結構至少其中一者係對應於兩個該些彩色區塊。
19. 如申請專利範圍第18項所述之液晶顯示裝置的組裝方法，其中該背光模組設有一光學膜片組。
20. 如申請專利範圍第19項所述之液晶顯示裝置的組裝方法，其中該光學膜片組係選自由擴散片、稜鏡片、增亮膜(Brightness Enhancement Film；BEF)、反射式增亮膜(Dual Brightness Enhancement Film；DBEF)、非多層膜式反射偏光片(Diffused Reflective Polarizer Film；DRPF)及上述之任意組合的一族群。
21. 如申請專利範圍第18項所述之液晶顯示裝置的組裝方法，其中該背光模組係一側光式(Edge Lighting)背光模組。
22. 如申請專利範圍第18項所述之液晶顯示裝置的組裝方法，其中該背光模組係一直下式入光(Bottom Lighting)背光模組。
23. 如申請專利範圍第18項所述之液晶顯示裝置的組裝方法，其中該背光模組設有至少一光源，而該光源係選自由冷陰極螢光燈管(Cold CL)、熱陰極螢光燈(Hot Cathode Fluorescent Lamp；HCFL)、發光二極體(Light-Emitting Diode；LED)、有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode；OLED)及電激發光片(Electro-Luminescence；EL)所成之一族群。
24. 如申請專利範圍第18項所述之液晶顯示裝置的組裝方法，其中更至少包含：設置一第一偏光片於該第一基板下；以及設置一第二偏光片於該第二基板上。
25. 如申請專利範圍第18項所述之液晶顯示裝置的組裝方法，其中該第一基板和該第二基板係選自由一玻璃基板及一可撓性基板所成之一族群。
26. 如申請專利範圍第18項所述之液晶顯示裝置的組裝方 法，其中該第一基板設有複數個薄膜電晶體(Thin-Film Transistor；TFT)。
27. 如申請專利範圍第18項所述之液晶顯示裝置的組裝方法，其中該第二基板設有複數個薄膜電晶體(Thin-Film Transistor；TFT)。
28. 如申請專利範圍第18項所述之液晶顯示裝置的組裝方法，其中該第一透光介質的光折射率係實質大於該第二透光介質的光折射率。
29. 如申請專利範圍第18項所述之液晶顯示裝置的組裝方法，其中該些彩色區塊為複數個紅色區塊、複數個綠色區塊及複數個藍色區塊。
30. 如申請專利範圍第29項所述之液晶顯示裝置的組裝方法，其中該第一透光介質和該第二透光介質之間形成有複數個界面，而每一該些界面與一入射光線之間具有一預設角度，該入射光線係由該第一透光介質入射至該第二透光介質。
31. 如申請專利範圍第30項所述之液晶顯示裝置的組裝方法，其中每二相鄰該些界面的斜率係相反的。
32. 如申請專利範圍第31項所述之液晶顯示裝置的組裝方法，其中每一該些界面係對應於每一該些彩色區塊。
33. 如申請專利範圍第30項所述之液晶顯示裝置的組裝方法，其中該預設角度係實質為60度。
34. 如申請專利範圍第18項所述之液晶顯示裝置的組裝方法，其中該第一透光介質中之該些三角形結構為直角三角形結構，而該第二透光介質中之該些三角形結構為倒直角三角形結構，並密合地形成於該第一透光介質上。