TWI361309B - Display apparatus - Google Patents

Description

1361309 AU0611013 24233twf.doc/n 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於—種 能夠讓使用者透過一偏光元件觀看的顯示裝置。 【先前技術】 由於液晶顯示器為非自發光的顯示器，因此需要—個 外加光源以提供液晶顯示面板足夠的亮度，依其光源的不 同可分為穿透式液晶顯示器、半穿透半反射式液晶顯示器 與反射式液晶顯示器三種。其中，能夠同時運用背光源以 及外界光源之半穿透半反射式液晶顯示器較適合應用於手 機、個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)和電子 書(e-Book)等可攜式(portable)產品上，因此逐漸受到各方 矚目。 在一般的液晶顯示器中，其液晶顯示面板之外表面上 通吊會配置一上偏光板（Upper p〇larjzerplate)及一下偏光 板（lower polarizer plate)，以達到顯示的效果。但是，當 液晶顯示器被應用於可攜式產品時，其偏光板通常會使二 戴著太陽眼鏡的使用者無法清楚地辨識液晶顯示器所顯示 的影像。 ，μ 圖1Α繚示為太陽眼鏡與液晶顯示器搭配使用的示意 圖。請參閱圖1Α，液晶顯示器100包括背光源110、上偏 光板120、下偏光板13〇以及一位於上偏光板12〇與下偏 光板130之間的液晶顯示面板14〇。如圖1Α所示，由於上 偏光板120的穿透軸之延伸方向為D1，因此液晶顯示面板 140經上偏光板12〇後顯示的影像具有偏振方向D1，當使 5 1361309 AU0611013 24233twf.d〇c/n ' 用者配戴穿透軸之延伸方向為D2的太陽眼鏡i5〇時，使 • 用者僅能觀看到部分光線’造成使用者所觀看到的亮度下 降。 詳吕之，圖1B繪示為圖1A中之液晶顯示器顯示影像 之偏振方向與太陽眼鏡穿透轴的直角座標圖。令圖中 的直角座標系是以液晶顯示器100之長邊作為又轴，而短 邊作為Y轴。清參閱圖1B’具有偏振方向D1之顯示影像 大體上只有平行於太陽眼鏡150之穿透轴延伸方向d/的 分量可以被使用者所看到，使得使用者觀看顯示影像之亮 度大幅降低。此外，由於具有偏振方向D1之顯示影像屬 於線偏振光，因此偏振方向D1投影在偏振方向D2的分量 隨著偏振方向D1與偏振方向D2的夾角不同而有明 異。換言之，當使用者配戴太陽眼鏡丨50觀看液晶顯示器 100的方向有所變動時，使用者所看到的影像隨著觀看= 度明顯不同，使得使用者配戴太陽眼鏡15〇觀看液晶顯示 器100的使用情境下，液晶顯示器100存在著角度依存= 向的問題。 為了解決上述液晶顯示器對使用者配戴太陽 度依存性高的問題，另一種習知技術被提出。圖2A 為另-習知太陽眼鏡與液晶顯示H脉使用的示，Z 圖2B為圖2A中液晶顯示器顯示影像的偏振方向^ 鏡穿透軸的直角座標圖。請參關2A與圖2β ^ 良 示器100之上偏光板120與太陽眼鏡15〇之間加入一日曰‘，属 之-波片160。液晶顯示器1〇〇之顯示影像經過 ^ 波片之後，顯示影像之偏振方向由線偏振光轉=兔 6 1361309 AU0611013 24233twf.doc/n 振光，而她於線偏振光而言’圓偏振光在各個極化方向 上的分量大致相同’因此可以改善上述液晶顯示器削之 角度依存性高的問題。 雖然上述技術可以改善液晶顯示器1〇〇角度依存性高 的問題’但對於使用者目&戴太陽眼鏡觀看H顯示器時的 顯示亮度依然紐有效提升。因此，如何在使用者配戴太 陽眼鏡的情況下，兼顧液晶顯示示亮度與角度依存

性，將是液晶顯示器在此應用領域發展的一項重點。 【發明内容】 ' ' 本發明提供—種顯示裝置，可在使用者隔著偏光元件 觀看時’維持一定的顯示品質。 本發明另提供-種顯示裝置，此顯示裝置中具有一雙 光軸半波片，使得顯示影像之偏振方向得以適#調變，以 因應多種使用情境。 為具體描述本發明之内容，在此提出一種顯示裂置， 適於讓使时隔著具有—第—穿_之-偏光元件觀看， 顯不裝置包括顯示模組、偏光板以及雙光轴半波片。偏光 板位於顯賴組上’其巾偏光板具有—第二穿透轴，以使 顯示模組能夠提供-偏振光。雙練半波#配置於顯示模 組上’且祕偏光板與偏光元件H巾雙光轴半波片 具有-慢軸，而慢軸介於第—穿透轴與第二穿透轴之間， 且通過雙絲半波片後之偏振光的偏振方向會趨向於第一 穿透軸。 二，液晶 7 1361309 AU0611013 24233twf.doc/n ，本發明之一實施例中，顯示模組包括—背光源以及 二液晶顯不面板，其中液晶顯示面板位於背光源上。在— 貫施，t i顯示模組更包括—視角補償膜或—廣視角膜位 於液晶顯不面板上，其中視角補償膜例如是四分之—波 或四分之一波片以及一二分之一波片之组合。 在本發明之一實施例中，顯示模組包括—自發光顯示 @板 ° *' 在本發明之一實施例中，顯示模組具有一長邊以及— 短邊，其中第一穿透轴與長邊之間的夾角為，慢軸與 邊之間的夾角為0，第二穿透軸與長邊之間的夹角為0 ， 而Θ介於1與02之間。在—實施例中，第二穿透轴與2 邊之間的夾角為45。，而第—穿透軸與長邊之間的^ Θ i為90°。。在另一實施财，第二穿透軸與長邊之間的夹 角02為45°，而第一穿透軸與長邊之間的夾角^為。 在本發明之一實施例中，雙光轴半波片提供一厚度方 向之板相位延遲Rth (Plate retardation)以及一平面相位延 遲Ro (Planar retardation)。在一實施例中，平面相位延遲

Ro包括滿足關係式250nmS R〇 $ 30〇nm。在另一實施例 中’雙光軸半波片具有一 Nz值滿足關係式nz = Rth/Ro < 1.4。 本發明另提出一種顯示裝置包括一顯示模組、一偏光 板以及一雙光轴半波片。顯示模組具有—長邊以及一短 偏光板位於顯示模組上，其中偏光板具有—與長邊夾 角為ΘΡ的穿透轴’以使顯示模組能夠提供一偏振光。雙光 8 1361309 AU0611013 24233twf.doc/n 軸半波片配置於顯示模組上，其中雙光輛半 —長邊夾角為0的慢轴，通過雙光軸半波片後之具有一與 =!齡，邊的方向，且穿•與慢 本發明提出另-種顯示裝置包括—顯示模組、 多以及一雙光軸半波片。偏光板位於顯示模組上 光板具有-穿透轴，歧顯賴組錢提供^。: 光軸半波m於偏光板上，其巾雙光軸半衫 ς 軸，且穿透轴與慢軸形成之角度大於『且小於。又 之—實施例中’上述穿透轴與慢轴形成之角 在本發明之一實施例中，顯示模組更包括—視角補 、或—廣視角膜位於液晶顯示面板上。 之一在本發明之一實施例中，上述視角補償膜包括一四分 —波片或四分之一波片以及一二分之一波片之組合。 頌亍^本發明之—實施例中，顯示模組包括—反射式液晶 *’、模組或一半穿透半反射式液晶顯示模組。 影像明藉由雙光轴半波片之配置，適當將顯示模組之 後影俊偏振方向加以調變，在一實施例中，使得加以調變 方向的偏振方向趨近使用者所配戴之偏光元件的穿透軸 化二因此相較於習知之液晶顯示器的配置方式，可以簡 顯示亮度、減少觀看的角度依存性。 易懂為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 下文待舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 9 1361309 AU0611013 24233twf.d〇c/n 明如下。 • 【實施方式】 圖3為本發明一實施例之—種顯示裝置的示意圖。請 參j圖3，本實施例之顯示裝置2〇〇適於讓使用者隔著具 f 一第一穿透軸A1之一偏光元件21〇觀看。舉例而言， 右使用者處於戶外環境或其他照明充足的環境下，部分使 用者會有配戴太陽眼鏡的習慣，當配戴著太陽眼鏡的使用 鲁者欲使用顯tf裝置時’便會發覺顯示亮度明顯下降。此時， 使用者所配戴的太陽眼鏡可視為偏光元件21〇。本實施例 之顯不裝置200包括顯示模組22〇、偏光板23〇以及雙光 軸半波片240。偏光板23〇位於顯示模組22〇上，其中偏 光板230具有一第二穿透軸A2，以使顯示模組22〇提供之 一光線經由該偏光板23〇而成為一偏振光。雙光軸半波片 240配置於顯示模組22〇上，且位於偏光板23〇與偏光元 之間其中雙光軸半波片240具有一慢軸s，而慢 車由S介於第一穿透轴A1與第二穿透車由A2之間，且通過雙 光軸半波片240後之偏振光的偏振方向會趨向於第— 軸A1。 请繼續參閱圖3，一般而言，顯示模組220通常會具 有一長邊220a以及一短邊22〇b，以顯示模組22〇之長邊 22〇a作為直角座標之父軸，而以顯示模組220之短邊22〇b 為轴且1偏光元件210之第一穿透軸A1與長邊22〇a 之間的夹角為，雙光軸半波片24〇之慢軸s與長邊：施 之間的夹角為(9 ’而偏光板23〇之第二穿透轴A2與長邊 1361309 AU0611013 24233twf.doc/n 220a之間的炎角為，如圖3所示，0介於&與心之 .間。值得注意的是’位於第-穿透軸A1與第二穿透轴A2 間的t更軸S可以調變偏振光的偏振方向，使得顯示模組— 偏光板23〇齡轉之輪方向趨向使用者觀看之偏

Stg件21G的第-穿透軸A1’以增加使用者所看到的顯示 亮度。 圖4A為使用者隔著偏光元件21〇觀看本發明之—種 • 顯示裝置的直角座標系示意圖。請參照圖4A，-般而言， 偏光元件210之第-穿透軸A1與顯示模組22()的長邊 220a貝貝上垂直，即(^為9〇。，而偏光板23〇之第二穿透 軸A2與長邊220a之間的夾角02為45。，在此種情境下， 位於第-牙透轴A1與第二穿透轴A2之間的慢軸s具有調 變經由第二穿透轴A2出射之偏振光方向的功能，使得使 用者著偏光το件210所觀看到的亮度不會有明顯降低。 备然’因應使用者各種觀看情境下的需求，本發明並不限 定偏光元=210與顯示模組22〇長邊施之間的角度0 1 ’舉例而s，當使用者將上述之顯示模組22〇呈直立式擺 放的情境下’再透過相同的偏光元件21〇觀看時，此時顯 示震置的直角座標示意圖如圖犯所示，第一穿透轴A1盘 顯示模組220的長邊22〇a平行，即01為〇。的情形。同理、， 位於第*透軸與第二穿透軸A2之間的慢轴s亦具有 調變歡顯示影像之偏振方向的祕，在料再累述。 詳言之，雙光軸半波片提供—厚度方向之板相位 延遲Rth以及一平面相位延遲R〇。設計者可以利用選擇不 1361309 AU0611013 24233twf.doc/n r光元件210觀看顯示模組挪影 上：色彩表現’由δ點與A點的相對位置可 =，，用者Μ料元件21〇频看的難雜有偏音化 的現象。請繼續參關6,吾人藉由改變雙域半波片· :平：相位延遲Ro，可以使得使用者隔著偏光元件21〇 所硯看到齡影像在色度圖上有不同的表現，如圖S中所 示’將雙光辦W 240的平面她延遲％數值由25〇nm 依序改變至300mn，顯示· 22〇的色彩表現在色度圖上 有明顯的差異。因此’設計者可因應顯示色彩的需求適當 地選用不同平面相位延遲Ro數值的雙光轴半波片24〇，以 減少顯示影像的黃化問題，提升顯示品質。 實務上，針對使用者隔著偏光元件21〇觀看顯示裝置 200之顯不影像的需求，除了上述亮度表現以及色彩飽和 度的考1之外，整體而言，為了避免顯示裝置200的顯示 影像亮度分佈不均，設計者尚可藉由微調雙光軸半波片 240之板相位延遲Rth的數值使得顯示影像的亮度分佈最 佳化。具體而§，當板相位延遲Rth與平面相位延遲R〇 之比值Nz的數值滿足特定範圍時，可以使得顯示影像的 竞度分佈更為均勻。舉例而言’當Nz小於1.4時，在本發 明之一實施例中有較佳的亮度分佈均勻度。 圖7為本發明之一種顯示模組示意圖，顯示模組22〇 例如是液晶顯示模組。請參照圖7，顯示模組220包括一 背光源250以及一液晶顯示面板260，其中液晶顯示面板 260位於背光源250上。本發明之顯示裝置的應用範圍廣 13 1361309 AU0611013 24233twf.doc/n 泛，其中顯示模組220例如是反射式液晶顯示模組或半穿 透半反射式液晶顯示模組等非自發光顯示模組，也可以例 如是有機發光·二極體顯示器等自發光顯示模組，在本實施 例中是以非自發光顯示模組為實施範圍。請繼續參閱圖 7’為了增進顯示模組220的顯示品質，顯示模組22〇可進 步包括視角補償膜’如圖7中所繪示之四分之一波片270 以及一二分之一波片280之組合。當然，視角補償膜也可 以僅單獨採用四分之一波片270或其他種類之補償膜。值 得k的疋，在其他實施例中，顯示模組220亦可以在液 晶顯示面板260上貼附其他種類之光學補償膜，例如廣視 角膜’以進一步增進顯示模組220之顯示品質。 圖8為本發明之一種顯示裝置的示意圖。請參照圖8， 顯示裝置300包括一顯示模組22〇、一偏光板23〇以及一 雙光軸半波片240。顯示模組220具有一長邊220a以及一 紐邊220b ’在本實施例中以顯示模組22〇之長邊22〇&作 為直角座標之X轴，以顯示模組220之短邊220b為Y軸。 如圖8所示’偏光板230位於顯示模組220上，其中偏光 板230具有一與長邊22〇a夾角為0p的穿透軸a，以使顯 不模組220提供之一光線經由該偏光板230而成為一偏振 光。值得一提的是，本實施例中之偏光板230的穿透軸a 與長邊220a夹角θρ與圖3顯示裝置200中之偏光板230 的第二穿透軸與長邊220a夾角02類似。請繼續參照圖8, 雙光軸半波片240配置於顯示模組220上，其中雙光軸半 波片240具有一與長邊22〇a夾角為0的慢軸s。上述穿透 1361309 AU0611013 24233twf.doc/n 軸A與慢轴S滿足下列關係式I〈 |0|〈 9〇。，且由於雙光 軸半波片240具有調變偏振光之偏振方向的功能，因此自 顯示模組，220出射的顯示影像在通過雙光軸半波片攝 後’偏振光的偏振方向會趨向於平行短邊22〇b的方向。另 外，^發明之顯示模組、偏光板以及雙絲j半波片已於前 文有詳細描述，故於此不再重述。 一圖9為本發明之一種顯示裝置的示意圖。請參照圖9， 顯示裝；4〇0包括—顯示模組22〇、—偏光板別以及一 雙光軸半波片240。偏光板230位於顯示模組220上，其 中偏光板230具有一穿透軸a，以使顯示模組22〇提供之 一光線經由該偏光板230而成為一偏振光。雙光軸半波片 240配置於偏光板230上，其中雙光軸半波片24〇具有一 k轴S，且穿透軸A與慢轴s形成之角度大於〇。且小於 45 ，舉例而言，在本實施例中，穿透軸A與慢軸s形成 之角度約為22.5。，上述之雙光轴半波片240具有調變偏 振光之偏振方向的功能，可以使得經由穿透軸A的偏振光 往雙光軸半波片240之慢軸S方向趨近。此外，上述之顯 示模組220例如是反射式液晶顯示模組220或半穿透半反 射式液晶顯示模組220。另外’為了增進顯示模組220的 顯示品質’顯示模組220可進一步包括一視角補償膜，其 中視角補償膜舉例而言為四分之一波片270或四分之一波 片270以及—二分之一波片280之組合。在其他實施例中， 顯不模組220亦可包括一廣視角膜位於液晶顯示面板26〇 上。另外’本發明之顯示模組、偏光板以及雙光軸半波片 15 1361309 AU0611013 24233twf.d〇c/n 已於如文有詳細描述，故於此不再重述。

县發明藉由雙光軸半波片之配置，適當將顯示模組之 ，不景f像的偏振方向加以調變，以因應多種使用情境。同 ^二藉由微調雙光軸半波片的相位延遲量可以進一步提升 本不衫像的顯示品質。另外，在—實施例中，經由雙光轴 夹波片調變後之影像的偏振方向會趨近使用者所配戴之偏 替70件的穿透軸^向，因此相較於習知，本發明之顯示裝 可以增加顯7F亮度、並減少使用者觀看的角度依存性。 〜本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 ^疋本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不 ，本發明之精神和範_，#可作些許之更動與潤飾， 4本發明之賴範gj當視後附之憎專利範圍所界定者 【圖式簡單說明】

圖1A!會示為太陽眼鏡與液晶顯示器搭配使用的示意 中之液晶顯示賴示影像之偏振方 /、太1%眼鏡牙透軸的直角座標圖。 用的所不為另―習知太陽眼鏡與液晶顯示器搭配使 鏡穿ί二所顯示影像的偏振方向與太陽眼 ，3為本發明之—種顯示裝置的示意圖。 θ A為使用者隔著偏光元件觀看本發明之-種顯示 1361309 AU0611013 24233twf.doc/n ' 裝置的示意圖。 - 圖4B為使用者隔著偏光元件觀看本發明之一種顯示 裝置的示意圖。 圖5A為習知之一種在不同水平視角下隔著偏光元件 觀看的顯示裝置亮度示意圖。 圖5B為本發明之一種在不同水平視角下隔著偏光元 件觀看的顯示裝置亮度示意圖。

I 圖6為本發明一種顯杀裝置搭配不同平面相位延遲之 * 雙光轴半波片的色度圖。 圖7為本發明之一種顯示模組示意圖。 圖8為本發明之一種顯示裝置的示意圖。 圖9為本發明之一種顯示裝置的示意圖。 【主要元件符號說明】 110、250 :背光源 120 :上偏光板 130 :下偏光板 • M0、26〇 :液晶顯示面板 150 :太陽眼鏡 160、270 :四分之一波片 200、300、400 :顯示裝置 210:偏光元件 220 :顯示模組 220a :長邊 220b :短邊 17 1361309 AU0611013 24233twf.doc/n 230 :偏光板 240 :雙光轴半波片 280 :二分之一波片 A :穿透轴 A1 :第一穿透轴 A2 :第二穿透轴 Dl、D2 :方向

Nz ··板相位延遲與平面相位延遲之比值 Ro :平面相位延遲 Rth :板相位延遲 S :慢軸 0】、0、02、θρ:炎角

Claims (1)

1361309 100-1M 卜年7月，日修(更)正替換頁 十、申請專利範圍： L 一種顯示裝置，適於讓使用者隔著具有一第一穿 透軸之一偏光元件觀看’該顯示裝置包括： 一顯示模組； 一偏光板，位於該顯示模組上，其中該偏光板具有一 第一穿透軸，以使該顯示模組提供之一光線經由該偏光板 而成為"~偏振光，以及 一雙光軸半波片，配置於該顯示模組上，且位於該偏 光板與該偏光元件之間，其中該雙光軸半波片具有一慢 軸，而該慢軸介於該第一穿透軸與該第二穿透軸之間，且 通過該雙光軸半波片後之該偏振光的偏振方向會趨向於該 第-穿透轴’其巾該雙光財波^{提供—厚度方向之板相 位延遲Rth (Plate retardati〇n)以及一平面相位延遲r〇 (Planar retardation)，且該雙光轴半波片包括滿足關係式Nz =Rl:h/R〇 < 1.4 ° 顯-描如申清專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該 di 反射式液晶顯示模组或-半穿透半反射式 夜日日顯不板組。 顧-I如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置’其中該 *:、不果組包括-光源以及—液晶顯 ^ 不面板位於該光源上。 ⑤其中該液Β曰顯 顯4组=_專：補圍償第以：之顯示裝置，其㈣ 示面板上。 、或廣視角膜位於該液晶顯 19 I36I309 ___ ~年"月/日修(更)正替換頁 100-11-1 5. 如申請專利範圍第4項所述之顯示裝置，其中該 視角補償膜包括一四分之一波片或該四分之一波片以及一二 分之一波片之組合。 6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該 顯示模組包括一自發光顯示面板。 7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該 顯示模組具有一長邊以及一短邊。 8. 如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置，其中該 第一穿透軸與該長邊之間的夾角為0 !，該慢軸與該長邊之 間的夾角為0，該第二穿透軸與該長邊之間的夾角為θ2, 而0介於θι與Θ.2之間。 9. 如申請專利範圍第8項所述之顯示裝置，其中該 第二穿透軸與該長邊之間的夾角θ2為45°。 10. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置，其中該 第一穿透軸與該長邊之間的夹角01為90°。 11. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置，其中該 第一穿透軸與該長邊之間的夾角θι為0°。 12. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該 平面相位延遲Ro包括滿足關係式250nmSRoS300nm。 13. —種顯示裝置，包括： 一顯示模組，具有一長邊以及一短邊； 一偏光板，位於該顯示模組上，其中該偏光板具有一 與該長邊夾角為0p的穿透軸，以使該顯示模組提供之一光 線經由該偏光板而成為一偏振光；以及 20 1361309 100-1M ^年"月/日修(更)正替換頁 一雙光軸半波片，配置於該顯示模組上，其中該雙光 軸半波片具有一與該長邊夾角為0的慢軸，通過該雙光軸 半波片後之該偏振光的偏振方向會趨向於平行該短邊的方 向，且該穿透轴與該慢軸滿足下列關係式队卜妗卜90。， 其中該雙光軸半波片提供一厚度方向之板相位延遲尺也 (Plate retardation)以及一平面相位延遲 Ro (Planar retardation) ’且該雙光軸半波片包括滿足關係式Nz = Rth/R〇 <1.4° 14. 一種顯示裝置，包括： 一顯示模組； 一偏光板，位於該顯示模組上，其中該偏光板具有一 穿透軸，以使該顯示模組提供之一光線經由該偏光板而成 為一偏振光；以及 .一雙光軸半波片，配置於該偏光板上，其中該雙光軸 半波片具有m且該穿透減該慢_狀肖度大於 0°且小於45° ’其中該雙光轴半波片提供—厚度方向之板 相位延遲Rth (Plate retardation)以及—平面相位延遲R〇 (Planar retardation) ’且該雙光軸半波片包括滿足關係式Nz =Rth/Ro < 1.4。 15. 如申明專利範圍第14項所述之顯示裝置，其中 該穿透轴與該慢軸形成之角度約為22.5。。 、 16. 如申請專利範圍第14項所述之顯示裝置，盆中 該顯示模組包括-背光源以及-液晶顯示面板，盆中該液 晶顯示面板位於該背光源上’且該顯示模組更包括一視角 21 1361309 /畔"月/日修(更)正替換頁 100-11-1 補償膜或一廣視角膜位於該液晶顯示面板上。 17. 如申請專利範圍第16項所述之顯示裝置，其中 該視角補償膜包括一四分之一波片或該四分之一波片以及一 二分之一波片之組合。 18. 如申請專利範圍第14項所述之顯示裝置，其中 該顯示模組包括一反射式液晶顯示模組或一半穿透半反射 式液晶顯示模組。 22