TWI437325B - 透明液晶顯示裝置 - Google Patents

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Eung Do Kim
Jong Sin Park
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Lg Display Co Ltd
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Description

透明液晶顯示裝置
本發明係關於一種透明液晶顯示裝置，特別是一種配設有補償膜的透明液晶顯示裝置，藉以增強視角特性。
近年來，人們越來越關注資訊顯示器並越來越渴望應用便攜式資訊媒體，同時在研究領域和技術領域，也人們已經開始積極地透過重量輕、外形薄的平面顯示器(FPDs，thin-profile flat panel displays)替代傳統的顯示器，如：陰極射線管顯示器(CRTs，cathode ray tubes)。具體而言，由於其優異的解析度、彩色表現、影像品質及其它性能，所以在這些平面顯示器之中，利用液晶分子之光學異向性顯示影像的液晶顯示裝置已被積極地應用於筆記本電腦、桌面監視器或其它設備中。
另一方面，人們也已經開始研究一種透明顯示裝置，藉以在其上顯示影像的同時可使人看到此裝置後面的物體。因此，這種透明顯示裝置可用於汽車的前擋玻璃或房屋玻璃，藉以提供使用者所需的資訊。因此，對於這種透明顯示裝置之功能的期望將會急遽地增大。
總之，這種透明顯示裝置可使用有機發光顯示裝置及類似的自發光裝置。
但是，在使用有機發光顯示裝置的狀況中，其顯示裝置只能是透明的，因此無法開啟或關閉其透明度，以使其變得透明或使其顯示影像。同時，目前還存在著產量低、難以製造大型顯示器、可靠性低等問題。
因此，人們渴望研製出一種液晶顯示裝置，藉以實現高產量、大尺寸顯示並具有較高的可靠性，同時還需要使這種液晶顯示裝置成為可實現寬視角、高亮度、高對比度及全彩色的透明顯示裝置，但是這種液晶顯示裝置有無法作為透明顯示裝置。這是因為，這種液晶顯示器不會自己發出光照，而是透過背光單元之光照顯示圖像，同時，此液晶面板之後面配設了不透明的背光單元，並分別於此液晶面板之前、後表面配設偏振片，藉以對光的傳輸進行控制。具體而言，這些偏振片分別配設於液晶面板的前、後表面，藉以在於此液晶面板內對液晶進行驅動時允許光線通過，而在不對液晶進行驅動時不讓光線通過，因此無法形成透明顯示器。
為了解決上述問題，本發明提供了一種具有補償膜之液晶面板，藉以改變光照的偏振狀態，進而提高視角特性。
為了達到上述目的，本發明之透明液晶顯示裝置包含有：液晶面板；光源，係位於顯示面板下方的一側，藉以發出光照；第一偏振片，係由於使從光源發出之光線發生偏振；導光板，係位於液晶面板下方，藉以使透過第一偏振片在軸向中產生偏振的光線完全被反射到導光板之側面，進而將光照提供到液晶面板，同時使來自導光板下方的自然光通過此導光板；第二偏振片，係位於液晶面板上方，藉以對液晶面板所傳送之偏振光的光照量進行控制；以及第一正向A膜，係位於液晶面板下方，藉以使穿過導光板提供到液晶面板之光照的偏振狀態發生改變，其中第一正向A膜之水平方向相位差值為100奈米至150奈米。
其中，此第一正向A膜之光軸係平行於第二偏振片之光軸，而此液晶面板之磨擦方向可垂直於第二偏振片的光軸。
此外，其相位差值約為80奈米至200奈米的三醋酸纖維素係位於A膜與液晶面板之間，而這種透明液晶顯示裝置包含：有水平方向相位產值約為100奈米至150奈米且位於液晶面板與第二偏振片間之第二A膜，藉以改變從液晶面板發出之光照的偏振狀態；以及相位差值為80奈米至200奈米的三醋酸纖維素，係位於第二正向A膜與第二偏振片之間。
因此，本發明之透明液晶顯示裝置使透明的，進而可看見其後面的物體。具體而言，在本發明之透明液晶顯示裝置中，可於液晶面板之前後表面上設置補償膜，藉以改變主視角方向，進而改善視角特性。
下面，將結合附圖對本發明進行闡釋。
本發明實施例提供了一種透明液晶顯示裝置。具體而言，依據本發明實施例，此透明液晶顯示裝置配設有補償膜，藉以增強影像模式中之視角特性。
「第1圖」為本發明第一實施例之透明液晶顯示裝置的結構之示意圖。
如「第1圖」所示，透明液晶顯示裝置1，可包含：液晶面板16；導光板14，係位於此液晶面板16之下方，藉以將光照導向此液晶面板16；光源10，係位於導光板14之側面，藉以向導光板14發出光照；第一偏振片12，係位於光源10與導光板14的側面之間，藉以使從光源發出進入導光板14的光照產生偏振；以及第二偏振片30，係位於液晶面板16之上方，藉以使穿過液晶面板16之光照發生偏振。
其中，光源10係位於導光板14之側向。此處，可使用如冷陰極螢光燈(CCFL，cold cathode fluorescence lamp)或外部電極螢光燈(EEFL，external electrode fluorescent lamp)之類的螢光燈或者複數個發光裝置(LEDs，light emitting devices)作為光源10。在使用發光裝置的狀況中，此發光裝置可以是發出如：紅色、綠色、藍色之單色光的發光裝置，或者是發出白色光的發光裝置。
此處，從光源10所發出的光照可包含有作為可見光的第一偏振光(垂直偏振光)與第二偏振光(水平偏振光)。其中，第一偏振片12可依附於導光板14之側面。進而，第一偏振片12僅對包含有第一偏振光與第二偏振光之光照中的第一偏振光進行傳送。
若來自光源10之光照進入此第一偏振片12，則此第一偏振片12可吸收光照中的第二偏振光部分，進而僅透過此第一偏振片12對第一偏振光進行傳送。進而，導光板14可使通過第一偏振片12之光照進入位於導光板上部的液晶面板16。
如「第2圖」所示，此導光板14可包含：第一折射層22與第二折射層24。
可將此第二折射層24置於液晶面板16附近，並將第一折射層22置於此第二折射層24之下方。換言之，可在形成此第一折射層22之後，於此第一折射層22之上形成第二折射層24。其中，此第一折射層22之材料具有第一折射率(n1)並包含有氟化鈣(CaF2)或氟化鎂(MgF2)及類似物。此時，氟化鈣(CaF2)之折射率為1.35，而氟化鎂(MgF2)之折射率為1.38。此第二折射層24係為具有第二折射率(n2)，並包含有高分子物質，如：聚異丁烯酸甲脂或玻璃。同時，此第二折射率(n2)係介於1.49至1.50之間。
如上所述，由於第二折射率(n2)大於第一折射率(n1)，所以進入此導光板14之第一偏振光在22與第二折射層24間之介面上完全被反射，進而所反射之光照可進入位於導光板14頂部的液晶面板16中。此處，整個的反射過程可對角度大於臨界角之所有光線進行反射，其中可透過反正弦arcsin(n2/n1)確定此臨界角θc。因此，第一折射率(n1)越是大於第二折射率(n2)，此臨界角θc便越小，而這也使全部反射第一偏振光的可能性增大。
另一方面，自然光可射入底面，即從底部的方向射入。因此，自然光可通過此第一折射層22與第二折射層24，隨後進入此液晶面板16。本發明實施例之透明液晶顯示裝置可透過這種與顯示影像無關之自然光，而呈現出透明狀態。因此，位於顯示器前方的使用者可以看見導光板後面的物體。
此處，這種液晶面板16可包含有液晶層，進而可驅動此液晶層中的液晶分子，藉以改變第一偏振光的相位。其中，透過驅動液晶分子所改變之第一偏振光的相位介於0度至90度之間。
如上所述，自然光可穿過導光板14的底面進入液晶面板16。其中，此自然光包含有第一偏振光與第二偏振光。因此，自然光中的第一偏振光可與第二偏振光一同進入液晶面板16，進而使用者可看到導光板14之後的物體，而不受到驅動液晶，即顯示影像的影響。
此處，第二偏振片30之光軸垂直於第一偏振片12。因此，可依據透過驅動液晶分子而改變之第一偏振光的相位對光的傳輸量進行控制。例如，在此第一偏振光之相位為0度的狀況中，不會透過第二偏振片傳送第一偏振光，而隨著此第一偏振光之相位增大，透過第二偏振片所傳輸之第一偏振光的照射量也隨之增大。因此，當此第一偏振光之照射量增大時，可獲得較高的調光層次(gradation)。
「第3圖」為本發明第二實施例之透明液晶顯示裝置之結構的示意圖。在本發明實施例中，可在「第1圖」所示之透明液晶顯示裝置中配設補償膜，而在透明液晶顯示裝置中配設補償膜的原因如下：如「第1圖」所示，在透明液晶顯示裝置1中，可在導光板14的底部完全地對從導光板14之側面進來的偏振光進行反射，藉以將其提供到液晶面板16。因此，如「第2圖」所示，提供到導光板14之偏振光並非在垂直於液晶面板16的表面上進入液晶面板16，而是以預定角度按傾斜方式進入液晶面板16。因此，這種透明液晶顯示裝置1之主視角方向並不是正前方的方向而是與正前方偏離出一個預定的角度。這樣，當製造此透明液晶顯示裝置1時，會產生諸如影像色彩在正前方發生偏移之類的影像品質降低的狀況。
在「第3圖」所示之實施例中，可形成補償膜，藉以在正前方對所製造的透明液晶顯示裝置101之主視角方向進行補償，進而防止影像品質降低。
如「第3圖」所示，本發明實施例之透明液晶顯示裝置101包含有：液晶面板116；補償膜120，係位於液晶面板116之下方；以及第二偏振片160，係依附於液晶面板116之上方。
雖然圖中並未示出，但是此液晶面板116具有：第一基板；第二基板；以及液晶層，係形成於第一基板與第二基板之間。此處，第一基板上形成有：薄膜電晶體；閘極線之圖案；資料線之圖案；及各種電極之圖案。而第二基板上形成有：彩色濾光片層，係用於顯示彩色；以及黑色矩陣，係用於防止由於光洩漏而降低影像品質。
其中，導光板114係位於補償膜120下方，而光源110係位於導光板114之一側。同時，可透過放置於導光板114與光源110之間的第一偏振片112使從光源110發出的光照產生偏振，進而此偏振光可貫穿補償膜120而被提供至液晶面板116。此外，導光板114後方的自然光也可透過此導光板114被提供至液晶面板116。
同時，此第二偏振片130可包含：偏振主體132；第一支撐體134及第二支撐體136，係依附於偏振主體132的兩個表面上。其中，此偏振主體132係為可將自然光轉化為任意偏振光的薄膜。同時，當把入射光劃分為彼此相交且呈直角的兩個偏振分量時，可應用能使一個偏振分量通過並能夠對另一偏振分量進行吸收、反射或散射的偏振主體132。此處，並不特別限定在此偏振主體132中應用光學膜，但是例如：在使用其中以包含有碘或雙色染料之聚乙烯醇(PVA，polyvinyl alcohol)基樹脂作為主要成分的高分子膜之狀況下；在使用其中具有在預定方向內對包含有雙色材料與液晶化合物之液晶成分進行配向的液晶成分之O型偏振主體之狀況下；及在使用其中於預定方向中對溶致液晶進行配向之E型偏振主體或其它狀況下需要在偏振主體132中使用光學膜。
此處，第一支撐體134與第二支撐體136係用於為主要由膜狀材料製成的偏振主體132提供保護。因此，若可以對偏振主體132進行保護，則可以使用任意類型的保護膜。例如，可用三醋酸纖維素(TAC，triacetyl cellulose)或沒有相位差的三醋酸纖維素(零延遲三醋酸纖維素)形成第一支撐體134與第二支撐體136。同時，最好使這種三醋酸纖維素的相位差值約為0－200奈米。
此處，位於液晶面板116下方之補償膜120係為一個作為同軸補償膜之正向A膜。同時，此補償膜120之水平方向相位差值Re為100－150奈米。其中，此補償膜120主要由環烯聚合物膜、聚碳酸酯膜、水平配向紫外線硬化液晶膜、垂直配向紫外線硬化液晶膜、聚苯乙烯樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯及類似物組成。
同時，此第二偏振片130之光軸之角度為0度，而液晶面板116之磨擦方向為90度，同時此補償膜120之光軸為0度。換言之，此補償膜120之光軸平行於第二偏振片130之光軸並垂直於液晶面板116之磨擦方向。
其中，當液晶面板116處於關閉狀態時，可以沿配向膜之磨擦方向放置液晶面板116之液晶層中的液晶分子。因此，液晶分子之光軸可呈90度。在這種方式中，使液晶面板116之磨擦方向為90度的原因在於：本發明實施例之液晶面板116係為水平配向(IPS，in-plane switching)模式液晶面板。在這種水平配向模式液晶面板中，用於形成電場的共用電極與畫素電極形成於同一基板上，進而可向液晶層施加基本上平行於基板表面的水平電場。
具有代表性的是，可沿著資料線放置用於形成水平配向模式液晶面板之水平電場的共用電極與畫素電極，同時使配向膜之磨擦方向呈15－45度角。但是，依據本發明實施例，此水平配向模式液晶面板之共用電極與畫素電極在一個畫素中至少以一個預定角度發生一次彎曲，同時可於資料線方向中對此配向膜進行磨擦，也就是說按90度方向進行磨擦。
此處，共用電極以及畫素電極之彎曲部分將在一個畫素內的不同方向中形成具有一個主視角的複數個區域，進而可提高此液晶顯示裝置的視角特性。其中，由於所形成的共用電極、畫素電極與資料線具有預定角度而配向層之磨擦方向係位於資料線方向中，因此可按預定角度，如：15度～45度確定此畫素電極與共用電極之磨擦方向。
誠然，本發明實施例並不僅限於具有上述結構之水平配向模式液晶顯示裝置，本發明還可用於其中磨擦方向為90度且電極方向與磨擦方向之間具有預定角度的邊緣場切換模式(FFS-mode)液晶顯示裝置中。
按照這種方式，在實施例之透明液晶顯示裝置中，可於液晶面板116下方放置補償膜120，進而使此透明液晶顯示裝置之主視角可從與液晶面板116之表面的法線方向呈預定角度之狀態改變為垂直於液晶面板116之表面的狀態，藉以提高視角特性。
「第7a圖」與「第7b圖」分別示出了依據本發明第一實施例與第二實施例之透明液晶顯示裝置(即，未配設補償膜)之影像模式中法線方向上正常黑色模式之亮度視角特性。
此處，液晶層之光軸處於與偏振片之光軸相垂直的狀態。此時，「第7a圖」與「第7b圖」為當使用白光時相對於徑向角度(或者說方向角度)的傾斜角介於0度至80度範圍內的第一實施例的對比度特性以及包含有光學補償膜之透明液晶顯示裝置的第二實施例中透明液晶顯示裝置的對比度特性。在「第7a圖」與「第7b圖」中，其中圓形的中心表示傾斜角為0度的狀況，而隨著圓半徑的增大，傾斜角也隨之增大，同時沿著圓周所標出之數值表示徑向角度。
如「第7a圖」與「第7b圖」所示，當亮度增大時，在常規黑色模式中的光洩漏也會隨之增大。當對「第7a圖」所示之第一實施例中的透明液晶顯示裝置的對比度特性與「第7b圖」所示之第二實施例中的透明液晶顯示裝置的對比度特性進行比較時，可以看出：在正常黑色模式中，在光洩漏在對應於液晶面板之徑向方向之45度、135度、225度及315度的角度上急遽降低。具體而言，光洩漏在45度處與135度處急遽降低。因此，可以看出在本發明第二實施例之透明液晶顯示裝置(配設有補償膜)的正常黑色模式中，減小了液晶顯示裝置之亮度，同時也增強了其對比度。
「第4圖」為本發明第三實施例之透明液晶顯示裝置201之剖面圖。
如「第4圖」所示，本實施例之透明液晶顯示裝置201可包含：液晶面板216；第一補償膜220，係位於液晶面板216下方；第二補償膜222，係位於第一補償膜220與液晶面板216之間；以及第二偏振片230，係依附於液晶面板216的上方。
其中，導光板214係位於第一補償膜220之下方，而光源210係位於導光板214的一側。因此，可透過位於導光板214與光源210間之第一偏振片212使從光源210發出的光照產生偏振，進而可使發生偏振的光照通過第一補償膜220與第二補償膜222，最後將此光照提供至液晶面板216。此外，也可透過導光板214將此導光板214後面的自然光提供至液晶面板216。
其中，第二偏振片230可包含：偏振主體232；第一支撐體234及第二支撐體236，係依附於偏振主體232的兩個表面上。此處，並不特別限定在此偏振主體232中應用光學膜，但是例如：在使用其中以包含有碘或雙色染料之聚乙烯醇基樹脂作為主要成分的高分子膜之狀況；在使用其中具有在預定方向內對包含有雙色材料與液晶化合物之液晶成分進行配向的液晶成分之O型偏振主體之狀況；在使用其中於預定方向中對溶致液晶進行配向之E型偏振主體或其它狀況中需要在偏振主體232中使用光學膜。此外，可用三醋酸纖維素(TAC，triacetyl cellulose)或沒有相位差的三醋酸纖維素(零延遲三醋酸纖維素)形成第一支撐體234與第二支撐體236。同時，最好使這種三醋酸纖維素的相位差值約為0－200奈米。
此處，位於液晶面板216下方之第一補償膜220係為一個作為同軸補償膜之正向A膜。同時，此第一補償膜220之水平方向相位差值Re為100－150奈米。其中，此第一補償膜220主要由環烯聚合物膜、聚碳酸酯膜、水平配向紫外線硬化液晶膜、垂直配向紫外線硬化液晶膜、聚苯乙烯樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯及類似物組成。
同時，此第二偏振片230之光軸之角度為0度，而液晶面板216之磨擦方向為90度，而此第一補償膜220之光軸為0度。換言之，此第一補償膜220之光軸平行於第二偏振片230之光軸並垂直於液晶面板216之磨擦方向。
此處，本實施例之透明液晶顯示裝置與「第3圖」所示之第二實施例的透明液晶顯示裝置間之結構差異在於：在本實施例之透明液晶顯示裝置中，第二補償膜222係配設於液晶面板216與第一補償膜220之間。其中，此第二補償膜222係透過相位差為80奈米－220奈米的三醋酸纖維素。同時，此第二補償膜222係為透過與第二偏振片230之第一支撐體234及第二支撐體236相同的材料製成的保護膜。但是，此第二補償膜還可改變從液晶面板216下方進入之光照的極性狀態，藉以起到補償膜的作用，因此這裡稱之為第二補償膜222。
在本實施例之透明液晶顯示裝置201中，可在液晶面板216下方放置第一補償膜220與第二補償膜222，藉以使透明液晶顯示裝置之主視角從與液晶面板216之表面的法線呈預定角度的狀態變為垂直於液晶面板216之表面的狀態，藉以增強視角特性。
「第8a圖」與「第8b圖」分別示出了依據本發明第一實施例與第三實施例之透明液晶顯示裝置(即，未配設補償膜)之影像模式中法線方向上正常黑色模式之亮度視角特性。
如「第8a圖」與「第8b圖」所示，當對本發明第一實施例中的透明液晶顯示裝置的對比度特性與本發明第三實施例中的透明液晶顯示裝置的對比度特性進行比較時，可以看出：在正常黑色模式中，在光洩漏在對應於液晶面板之徑向方向之45度、135度、225度及315度的角度上急遽降低。具體而言，光洩漏在45度處與135度處急遽降低。因此，可以看出在本發明第三實施例之透明液晶顯示裝置(配設有補償膜)的正常黑色模式中，增大了液晶顯示裝置之亮度，同時也增強了其對比度。
「第5圖」為本發明第四實施例之透明液晶顯示裝置301之剖面圖。
如「第5圖」所示，本實施例之透明液晶顯示裝置301可包含：液晶面板316；第一補償膜320，係位於液晶面板316下方；第二補償膜326，係位於液晶面板316之上方；以及第二偏振片360，係依附於液晶面板316的上方。
其中，導光板314係位於第一補償膜320之下方，而光源310係位於導光板314的一側。因此，可透過位於導光板314與光源310間之第一偏振片312使從光源310發出的光照產生偏振，進而可使發生偏振的光照通過第一補償膜320，最後將此光照提供至液晶面板316。此外，也可透過導光板314將此導光板314後面的自然光提供至液晶面板316。
其中，第二偏振片330可包含：偏振主體332；第一支撐體334及第二支撐體336，係依附於偏振主體332的兩個表面上。此處，並不特別限定在此偏振主體332中應用光學膜，但是例如：在使用其中以包含有碘或雙色染料之聚乙烯醇基樹脂作為主要成分的高分子膜之狀況；在使用其中具有在預定方向內對包含有雙色材料與液晶化合物之液晶成分進行配向的液晶成分之O型偏振主體之狀況；在使用其中於預定方向中對溶致液晶進行配向之E型偏振主體或其它狀況中需要在232中使用光學膜。此外，可用三醋酸纖維素(TAC，triacetyl cellulose)或沒有相位差的三醋酸纖維素(零延遲三醋酸纖維素)形成第一支撐體234與第二支撐體236。同時，最好使這種三醋酸纖維素的相位差值約為0－200奈米。
此處，位於液晶面板316下方之第一補償膜320及第二補償膜326係為作為同軸補償膜之正向A膜。同時，此第一補償膜320與第二補償膜326之水平方向相位差值Re為100奈米－150奈米。其中，此第一補償膜320與第二補償膜326主要由環烯聚合物膜、聚碳酸酯膜、水平配向紫外線硬化液晶膜、垂直配向紫外線硬化液晶膜、聚苯乙烯樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯及類似物組成。
同時，此第二偏振片330之光軸之角度為0度，而液晶面板316之磨擦方向為90度，並且第一補償膜320之光軸為0度，而第二補償膜326之光軸為90度。換言之，此第一補償膜320之光軸平行於第二偏振片330之光軸並垂直於液晶面板316之磨擦方向，而第二補償膜326之光軸係垂直於第二偏振片330之光軸並平行於液晶面板316之磨擦方向。
此處，本實施例之透明液晶顯示裝置與「第3圖」所示之第二實施例的透明液晶顯示裝置間之結構差異在於：由A膜所形成的第二補償膜326同時形成於本實施例之透明液晶顯示裝置中液晶面板316的上方與下方。因此，可同時對從液晶面板316中輸出之光照的相位差異以及進入液晶面板316之光照的相位差異進行補償。
此外，在本實施例中，可同此第二補償膜326一併放置負向的C膜。其中，此負向的C膜主要由環烯聚合物膜、聚碳酸酯膜、水平配向紫外線硬化液晶膜、垂直配向紫外線硬化液晶膜、聚苯乙烯樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯及類似物組成。同時，此負向C膜之厚度方向相位差值為80奈米－150奈米。
同時，在本實施例之透明液晶顯示裝置301中，第一補償膜320與第二補償膜326分別形成於液晶面板316之下方與上方，藉以使透明液晶顯示裝置之主視角從與液晶面板316之表面的法線呈預定角度的狀態變為垂直於液晶面板316之表面的狀態，藉以增強視角特性。
「第9a圖」與「第9b圖」分別示出了依據本發明第一實施例之透明液晶顯示裝置(即，未配設補償膜)與第四實施例之透明液晶顯示裝置之影像模式中法線方向上正常黑色模式之亮度視角特性。
如「第9a圖」與「第9b圖」所示，當對本發明第一實施例中的透明液晶顯示裝置的對比度特性與本發明第四實施例中的透明液晶顯示裝置的對比度特性進行比較時，可以看出：在正常黑色模式中，在光洩漏在對應於液晶面板之徑向方向之45度、135度、225度及315度的角度上急遽降低。具體而言，光洩漏在45度處與135度處急遽降低。因此，可以看出在本發明實施例之透明液晶顯示裝置(配設有補償膜)的正常黑色模式中，液晶顯示裝置之亮度增大了，同時也增強了其對比度。
「第6圖」為本發明第五實施例之透明液晶顯示裝置401之剖面圖。
如「第6圖」所示，本實施例之透明液晶顯示裝置401可包含：液晶面板416；第一補償膜420，係位於液晶面板416下方；第二補償膜422，係位於第一補償膜420與液晶面板416之間；第三補償膜426，此位於液晶面板416的上方；以及第二偏振片460，係依附於第三補償膜426之上方。
其中，導光板414係位於第一補償膜420之下方，而光源410係位於導光板414的一側。因此，可透過位於導光板414與光源410間之第一偏振片412使從光源410發出的光照產生偏振，進而可使發生偏振的光照通過第一補償膜420，最後將此光照提供至液晶面板316。此外，還可透過導光板414將此導光板414後面的自然光提供至液晶面板316。
其中，第二偏振片430可包含：偏振主體432；第一支撐體 434及第二支撐體436，係依附於偏振主體432的兩個表面上。此處，並不特別限定在此偏振主體432中應用光學膜，但是例如：在使用其中以包含有碘或雙色染料之聚乙烯醇基樹脂作為主要成分的高分子膜之狀況；在使用其中具有在預定方向內對包含有雙色材料與液晶化合物之液晶成分進行配向的液晶成分之O型偏振主體之狀況；在使用其中於預定方向中對溶致液晶進行配向之E型偏振主體或其它狀況中需要在偏振主體432中使用光學膜。此外，可用三醋酸纖維素(TAC，triacetyl cellulose)或沒有相位差的三醋酸纖維素(零延遲三醋酸纖維素)形成第一支撐體434與第二支撐體436。同時，最好使這種三醋酸纖維素的相位差值約為0-200奈米。
此處，位於液晶面板316下方之第一補償膜420以及位於液晶面板316上方之第二補償膜422皆為正向A膜，且第二補償膜422係由三醋酸纖維素形成。
同時，此第一補償膜420與第三補償膜426之水平相位差值Re為100-150奈米。其中第一補償膜420與第三補償膜426主要由環烯聚合物膜、聚碳酸酯膜、水平配向紫外線硬化液晶膜、垂直配向紫外線硬化液晶膜、聚苯乙烯樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯及類似物組成。
同時，此第二偏振片430之光軸之角度為0度，而液晶面板416之磨擦方向為90度，並且第一補償膜420之光軸為0度，而第三補償膜426之光軸為90度。換言之，此第一補償膜420之光軸平行於第二偏振片430之光軸並垂直於液晶面板416之磨擦方向，而第三補償膜426之光軸係垂直於第二偏振片430之光軸並平行於液晶面板416之磨擦方向。
此處，本實施例之透明液晶顯示裝置與「第5圖」所示之第四實施例的透明液晶顯示裝置間之結構差異在於：透過三醋酸纖維素製成的第二補償膜係位於第一補償膜420與液晶面板416之間。
此外，在本實施例中，可同此第三補償膜426一併放置負向的C膜。其中，此負向的C膜主要由環烯聚合物膜、聚碳酸酯膜、水平配向紫外線硬化液晶膜、垂直配向紫外線硬化液晶膜、聚苯乙烯樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯及類似物組成。同時，此負向C膜之厚度方向相位差值為80奈米－150奈米。
同時，在本實施例之透明液晶顯示裝置401中，其中，第一補償膜420與第二補償膜422係形成於液晶面板416的下方，而第三補償膜426係形成於液晶面板416的上方，藉以使透明液晶顯示裝置之主視角從與液晶面板416之表面的法線呈預定角度的狀態變為垂直於液晶面板416之表面的狀態，藉以增強視角特性。
「第10a圖」與「第10b圖」為分別示出了依據本發明第一實施例之透明液晶顯示裝置(即，未配設補償膜)與第五實施例之透明液晶顯示裝置之影像模式中法線方向上正常黑色模式之亮度視角特性。
如「第10a圖」與「第10b圖」所示，當對本發明第一實施例中的透明液晶顯示裝置的對比度特性與本發明第五實施例中的透明液晶顯示裝置的對比度特性進行比較時，可以看出：在正常黑色模式中，在光洩漏在對應於液晶面板之徑向方向之45度、135度、225度及315度的角度上急遽降低。具體而言，光洩漏在45度處與135度處急遽降低。因此，可以看出在本發明實施例之透明液晶顯示裝置(配設有補償膜)的正常黑色模式中，增大了液晶顯示裝置之亮度，同時也增強了其對比度。
如上所述，依據本發明實施例，可於透明液晶顯示裝置之前後表面上設置補償膜，藉以增強透明液晶顯示裝置的前方角度特性。
「第11a圖」至「第11d圖」分別為本發明第一實施例至第五實施例之透明液晶顯示裝置中視角方向上的亮度。此處，「第11a圖」示出了0度方向角上正常黑色模式中的亮度，「第11b圖」示出了45度方向角上正常黑色模式中的亮度，「第11c圖」示出了90度方向角上正常黑色模式中的亮度，而「第11d圖」示出了135度方向角上正常黑色模式中的亮度。
如「第11a圖」至「第11d圖」所示，與未配設補償膜之第一實施例的透明液晶顯示裝置相比，在配設了補償膜之第二至第五實施例中透明液晶顯示裝置的亮度基本上是降低了的。具體而言，可以看出：與本發明第一實施例相比，本發明第二實施例至第五實施例之透明液晶顯示裝置的亮度在方向角45與135之75度視角處急遽降低。這意味著：與第一實施例之透明液晶顯示裝置相比，配設有補償膜之第二實施例至第五實施例的透明液晶顯示裝置之亮度在液晶面板的右斜上方與左斜上方急遽降低；同時，這還意味著：光洩漏也在上述方向上急遽降低，進而可大幅地增強透明液晶裝置之視角特性。
如上所述，本發明提出了一種透明液晶顯示裝置，特別是一種具有補償膜的透明液晶顯示裝置，藉以提高視角特性。
此外，雖然在以上詳細描述中，揭露了一種具有特定結構的透明液晶顯示裝置，但本發明並不限於具有這種結構的透明液晶顯示裝置。因此，本發明之技術要點在於：本發明關於一種提高了視角特性的透明液晶顯示裝置，而且為此可在透明液晶顯示裝置內配設不同種類的補償膜。因此，若所配設之補償膜可以提高視角特性，本發明還可提供具有任意結構的透明液晶顯示裝置。換言之，具有所有這種結構的透明液晶顯示裝置都可以成為採用透明方式的液晶顯示裝置。
換言之，運用本發明之基本概念，本領域具通常知識者可輕易地設計出這種液晶顯示裝置的其它實例或實施例。
1、101．．．透明液晶顯示裝置
201、301．．．透明液晶顯示裝置
401．．．透明液晶顯示裝置
10、110．．．光源
210、310．．．光源
410．．．光源
12、112．．．第一偏振片
412．．．第一偏振片
14、114．．．導光板
214、314．．．導光板
414．．．導光板
16、116．．．液晶面板
216、316．．．液晶面板
416．．．液晶面板
120．．．補償膜
30、130、230．．．第二偏振片
330、430．．．第二偏振片
132、232．．．偏振主體
332、432．．．偏振主體
134、234．．．第一支撐體
334、434．．．第一支撐體
136、236．．．第二支撐體
336、436．．．第二支撐體
160．．．第二偏振片
230、360．．．第二偏振片
460．．．第二偏振片
22．．．第一折射層
24．．．第二折射層
220、320．．．第一補償膜
420．．．第一補償膜
222、326．．．第二補償膜
422．．．第二補償膜
426．．．第三補償膜
第1圖為本發明第一實施例之透明液晶顯示裝置之結構的示意圖；
第2圖為本發明第一實施例之透明液晶顯示裝置中全部反射導光板上之光照的示意圖；
第3圖為本發明第二實施例之透明液晶顯示裝置的剖面圖；
第4圖為本發明第三實施例之透明液晶顯示裝置的剖面圖；
第5圖為本發明第四實施例之透明液晶顯示裝置的剖面圖；
第6圖為本發明第五實施例之透明液晶顯示裝置的剖面圖；
第7a圖至第7b圖分別為本發明第一實施例與第二實施例之透明液晶顯示裝置中法線方向上正常黑色模式中亮度視角特性的示意圖；
第8a圖至第8b圖分別為本發明第一實施例與第三實施例之透明液晶顯示裝置中法線方向上正常黑色模式中亮度視角特性的示意圖；
第9a圖至第9b圖分別為本發明第一實施例與第四實施例之透明液晶顯示裝置中法線方向上正常黑色模式中亮度視角特性的示意圖；
第10a圖至第10b圖分別為本發明第一實施例與第五實施例之透明液晶顯示裝置中法線方向上正常黑色模式中亮度視角特性的示意圖；以及
第11a圖至第11b圖為本發明第一實施例至第五實施例之透明液晶顯示裝置中按照視角方向的亮度曲線圖。
10．．．光源
12．．．第一偏振片
14．．．導光板
16．．．液晶面板
30．．．第二偏振片

Claims (21)

  1. 一種透明液晶顯示裝置，係包含：一液晶面板；一導光板，係位於該液晶面板之下方；一光源，係位於該導光板之側面；一第一偏振片，係位於該導光板之側面與該光源之間，藉以使從該光源發出之光線發生偏振；一第二偏振片，係位於該液晶面板上方，藉以對該液晶面板所傳送之偏振光的光照量進行控制；以及一第一正向A膜，係位於該液晶面板下方，藉以使穿過該導光板提供到該液晶面板之光照的偏振狀態發生改變，其中該第一正向A膜之水平方向相位差值為100奈米至150奈米，其中來自該光源之光照透過該第一偏振片產生偏振，該偏振光從該導光板之側面進入該導光板，藉以為該液晶面板提供偏振光，進而顯示影像，其中一非偏振之自然光透過該導光板之底面進入該導光板，藉以向該液晶顯示面板提供該非偏振之自然光，進而可顯示該導光板後面之物體的影像。
  2. 如請求項第1項所述之透明液晶顯示裝置，其中該光源包含有一陰極螢光燈或外部電極螢光燈。
  3. 如請求項第1項所述之透明液晶顯示裝置，其中該光源包含有 一發光裝置。
  4. 如請求項第1項所述之透明液晶顯示裝置，其中該第一偏振片之光軸與該第二偏振片之光軸相互垂直。
  5. 如請求項第1項所述之透明液晶顯示裝置，其中該導光板包含有：一第一折射層，具有一第一折射率；以及一第二折射層，具有一第二折射率，該第二折射層係放置於該第一折射層上，且該第二折射率大於該第一折射率。
  6. 如請求項第1項所述之透明液晶顯示裝置，其中該第二偏振片，包含有：一偏振主體；以及一第一支撐體與一第二支撐體，係分別依附於該偏振主體的上表面與下表面。
  7. 如請求項第6項所述之透明液晶顯示裝置，其中該第一支撐體與該第二支撐體係由三醋酸纖維素或無像差之三醋酸纖維素組成。
  8. 如請求項第7項所述之透明液晶顯示裝置，其中該三醋酸纖維素之相位差值為0-200奈米。
  9. 如請求項第6項所述之透明液晶顯示裝置，其中該偏振主體係由聚乙烯醇基樹脂構成。
  10. 如請求項第1項所述之透明液晶顯示裝置，其中該第一正向A 膜係由環烯聚合物膜、聚碳酸酯膜、水平配向紫外線硬化液晶膜、聚苯乙烯樹脂及聚對苯二甲酸乙二酯組成。
  11. 如請求項第1項所述之透明液晶顯示裝置，其中該第一正向A膜之光軸係平行於該第二偏振片之光軸。
  12. 如請求項第1項所述之透明液晶顯示裝置，其中該液晶面板之一磨擦方向係垂直於該第二偏振片之一光軸。
  13. 如請求項第1項所述之透明液晶顯示裝置，其中該液晶面板包含有：水平配向(IPS，in-plane switching)模式液晶面板以及邊緣場切換模式(FFS-mode)液晶顯示面板。
  14. 如請求項第1項所述之透明液晶顯示裝置，還包含：一三醋酸纖維素，係具有80奈米-200奈米的一相位差值，且位於該第一正向A膜與該液晶面板之間。
  15. 如請求項第1項所述之透明液晶顯示裝置，還包含：一第二正向A膜，係位於該液晶面板與該第二偏振片之間且具有100奈米至150奈米的一水平方向相位差值，藉以使從該液晶面輸出至光照的偏振狀態發生變化。
  16. 如請求項第15項所述之透明液晶顯示裝置，其中該第二正向A膜之光軸係垂直於該第二偏振片之光軸。
  17. 如請求項第15項所述之透明液晶顯示裝置，其中該第二正向A膜之光軸係由環烯聚合物膜、聚碳酸酯膜、水平配向紫外線硬化液晶膜、聚苯乙烯樹脂及聚對苯二甲酸乙二酯組成。
  18. 如請求項第1項所述之透明液晶顯示裝置，還包含：一第二正向A膜，係具有100奈米至150奈米之水平像差，且該第二正向A膜係位於該液晶面板與該第二偏振片之間，藉以使從該液晶面板所發出之光照的偏振狀態發生變化；以及一三醋酸纖維素，係具有80奈米-200奈米的一相位差值，且位於該第一正向A膜與該液晶面板之間。
  19. 如請求項第1項所述之透明液晶顯示裝置，還包含：一負向C膜，係具有80奈米-150奈米之一厚度方向相位差值且位於該液晶面板與該第二偏振片之間，藉以改變從該液晶面板輸出之光照的偏振狀態。
  20. 如請求項第19項所述之透明液晶顯示裝置，其中該負向C膜係由環烯聚合物膜、聚碳酸酯膜、水平配向紫外線硬化液晶膜、聚苯乙烯樹脂及聚對苯二甲酸乙二酯組成。
  21. 如請求項第1項所述之透明液晶顯示裝置，還包含：一負向C膜，係具有80奈米-150奈米之一厚度方向相位差值且位於該液晶面板與該第二偏振片之間，藉以改變從該液晶面板輸出之光照的偏振狀態；以及一三醋酸纖維素，係具有80奈米-200奈米的一相位差值，且位於該負向C與該第二偏振片之間。
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