無彩色濾光片的顯示裝置及其準直裝置的製作方法
2023-04-25 22:55:16 2
專利名稱：無彩色濾光片的顯示裝置及其準直裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種顯示裝置及其準直裝置，特別是一種無彩色濾光片的顯示裝置及其準直裝置。
背景技術：
參考圖1，顯示中國臺灣專利第200903092號所揭示的現有液晶顯示裝置的示意圖。該現有液晶顯示裝置1包括一光源11、一反射片12、一導光板13、一擴散片14、一第一偏光片15、一液晶面板16、一彩色濾光片17及一第二偏光片18。該導光板13具有一入光面131、一出光面132及一底面133。該光源11所發出的光線經過該入光面131進入該導光板13之後再經過該出光面132發射出。該反射片12位於該導光板13的底面133，用以將光線反射回該導光板13。該出光面132所發射出的光線經過該擴散片14及該第一偏光片15而進入該液晶面板16。該液晶面板16具有多個像素161，每一該像素161包含三個子像素，其分別為紅色子像素16R、綠色子像素16G及藍色子像素16B。該彩色濾光片17包含多個紅色濾光區 17R、綠色濾光區17G、藍色濾光區17B。該紅色子像素16R、該綠色子像素16G及該藍色子像素16B分別對應該紅色濾光區17R、該綠色濾光區17G及該藍色濾光區17B，使得該光線通過該液晶面板16及該彩色濾光片17後可呈現不同顏色的光，之後再經過該第二偏光片18 調整光學性質後發出。該現有液晶顯示裝置1的缺點為，其必須設置該彩色濾光片17才能產生色彩，然而該彩色濾光片17會吸收該光源11的光線的能量達三分的二，因而造成能量的耗損。此夕卜，該彩色濾光片17的製造成本高，使得該現有液晶顯示裝置1的成本無法有效降低。因此，有必要提供一創新且富有進步性的無彩色濾光片的液晶顯示裝置及其準直裝置，以解決上述問題。
發明內容
本發明提供一種準直裝置，其包括一基材及至少一微結構。該基材具有一入光面、 一出光面及多個貫穿孔，每一該貫穿孔具有一第一端及一第二端，該第一端包含一第一開口，其位於該入光面，該第二端包含一第二開口，其位於該出光面，且該基材的折射率不同於位於這些貫穿孔內的物質的折射率。該至少一微結構位於該基材的入光面，該至少一微結構對應這些貫穿孔。本發明另提供一種無彩色濾光片的液晶顯示裝置，其包括一光源、一準直裝置及一面板。該光源用以發出光線，該光線包括多種不同波長的光。該準直裝置與上述準直裝置相同，其內的微結構用以將該光線中不同波長的光分別導引至不同的貫穿孔的第一端， 而由這些貫穿孔的第二端射出。該面板具有一入光面及一出光面，該第二端射出的光經過該面板的入光面進入該面板。由此，該顯示裝置不需設置任何彩色濾光片，因而具有高光學效率，達到節能的目標，且可降低準直行程而實現薄型化，此外，更可降低製造成本。
圖1顯示中國臺灣專利第200903092號所揭示的現有液晶顯示裝置的示意圖；圖2顯示本發明無彩色濾光片的顯示裝置的第一實施例的示意圖；圖3顯示本發明無彩色濾光片的顯示裝置的第二實施例的示意圖；圖4顯示本發明準直裝置的第一實施例的示意圖；圖5顯示本發明準直裝置的第一實施例另一種實施例的示意圖；圖6顯示本發明準直裝置的第二實施例的示意圖；及圖7顯示本發明準直裝置的第二實施例另一種實施例的示意圖。主要元件符號說明1 現有液晶顯示裝置2a本發明無彩色濾光片的液晶顯示裝置的第一實施例2b本發明無彩色濾光片的液晶顯示裝置的第二實施例3 本發明準直裝置的第一實施例4 本發明準直裝置的第二實施例11 光源12反射片13 導光板14擴散片15第一偏光片16 液晶面板16B藍色子像素16G綠色子像素16R紅色子像素17彩色濾光片17B藍色濾光區17G綠色濾光區17R紅色濾光區18第二偏光片21 光源22反射片23 導光板24光學膜片25 面板25B藍色子像素25G綠色子像素25R紅色子像素31 基材
32微結構131導光板的入光面132導光板的出光面133導光板的底面161 像素231導光板的入光面232 導光板的出光面233 導光板的底面241 結構膜242 分光片243擴散板251 面板的入光面252 面板的出光面253 像素311 基材的入光面312 基材的出光面313 貫穿孔314 光導313B藍光貫穿孔313G綠光貫穿孔313R紅光貫穿孔314B藍光光導314G綠光光導314R紅光光導2431擴散板的入光面2432擴散板的出光面3131貫穿孔的第一端3132貫穿孔的第二端3133 第一開口3134 第二開口。
具體實施例方式參考圖2，顯示本發明無彩色濾光片的液晶顯示裝置的第一實施例的示意圖。該顯示裝置加包括一光源21、一反射片22、一導光板23、至少一光學膜片24、一準直裝置3及一面板25。該光源21用以發出光線，該光線包括多種不同波長的光，例如紅色光、綠色光及該導光板23具有一入光面231、一出光面232及一底面233。該光源21所發出的光線經過該入光面231進入該導光板23而被均勻化，之後再經過該出光面232發射出。該反射片22鄰設於該導光板23的底面233，用以將光線反射回該導光板23。
要注意的是，圖2所示的光源21為側光式，亦即該光源21面對該導光板23的側邊。然而，該光源21也可以是直下式(如圖3所示)。參考圖3，顯示本發明無彩色濾光片的液晶顯示裝置的第二實施例的示意圖，在該液晶顯示裝置2b中，一擴散板243配置於該光源21之上，其具有一入光面對31及一出光面M32。其餘配置皆與側光式(圖幻無太大差異，容不再贅述。請再參考圖2及圖3，該至少一光學膜片24 (例如結構膜Ml、分光片242等)位於該導光板23及該準直裝置3之間(圖2、或者位於該擴散板243及該準直裝置3之間(圖 3)，使得該出光面232(圖幻或該出光面M32(圖幻所發射出的光線經過該至少一光學膜片M及該準直裝置3而進入該液晶面板25。在本發明中，該至少一光學膜片M包含一結構膜241及一分光片M2，光線經過該出光面232出光射入該結構膜241使該些光線為近乎平行的準直光線，且該些光線分別對應該分光片M2的表面微結構，通過該些表面微結構達到分光的功能(將該光線分光成紅色光、綠色光及藍色光)後經過該準直裝置3進入該液晶面板25，值得注意的是，該準直光線的誤差值優選為0°至士 10°。請同時參考圖4，顯示本發明準直裝置的第一實施例的示意圖。該準直裝置3包括一基材31及至少一微結構32。該基材31具有一入光面311、一出光面312、多個貫穿孔 313及多個光導314。這些貫穿孔313垂直該基材31的入光面311及出光面312，且二個相鄰貫穿孔313間形成一光導314。在本實施例中，該基材31的光導314的材質為塑料，且位於這些貫穿孔313內的物質為空氣，該基材31的光導314的折射率不同於位於這些貫穿孔313內的物質(空氣) 的折射率，優選地，該基材31的光導314的折射率大於位於這些貫穿孔313內的物質(空氣)的折射率使得該光線可以在這些光導314內產生全反射。優選地，該基材31的光導 314的折射率與位於這些貫穿孔313內的物質的折射率相差0. 1以上。該至少一微結構32位於該基材31的入光面311，該至少一微結構32對應至少一該光導314，用以將該光線中不同波長的光分別導引至不同的光導314後射出。每一該微結構32涵蓋至少三個該光導314。在本實施例中，每一該微結構32涵蓋三個該光導314，其包含一紅光光導314R、一綠光光導314G及一藍光光導314B。該光線被該光學膜片M分光成紅色光、綠色光及藍色光，其中該紅色光被該微結構32導引至該紅光光導314R，該綠色光被該微結構32導引至該綠光光導314G，該藍色光被該微結構32導引至該藍光光導314B。 本實施例中該微結構32為透鏡，能理解地，該微結構32亦可為菲涅耳透鏡(Fresnel Lens) 或衍射光學元件透鏡(Diffractive Optical Element Lens, DOE Lens)。此外，本實施例中這些微結構32為連續，然而在其他應用中，這些微結構32為不連續，如圖5所示。該面板25具有一入光面251、一出光面252及多個像素253，這些光導314射出的光經過該面板25的入光面251進入該面板25。每一該像素253包含多個子像素，每一該子像素對應每一該光導314。在本實施例中，每一該像素253包含三個子像素，其分別為紅色子像素(R)25R、綠色子像素(G)25G及藍色子像素(B) 25B，且每一該子像素對應每一該光導 314。亦即，紅色子像素25R對應該紅光光導314R，該綠色子像素25G對應該綠光光導314G， 該藍色子像素25B對應該藍光光導314B。因此，該光線通過該準直裝置3及該面板25後可呈現不同顏色的光。在本實施例中，該面板25的入光面251緊靠該基材31的出光面312。優選地，該面板25的入光面251直接接觸或貼附於該基材31的出光面312。此外，來自該基材31的光垂直該面板25的入光面251進入該面板25。在本發明中，該至少一光學膜片M可將光線分為紅色光、綠色光及藍色光，之後， 該準直裝置3將該紅色光、該綠色光及該藍色光準直射入該面板25，以呈現不同顏色的光。 由此，該無彩色濾光片的液晶顯示裝置2a，2b不需設置任何彩色濾光片，因而具有高光學效率，達到節能的目標，且可降低準直行程而實現薄型化，此外，更可降低製造成本。參考圖6，顯示本發明準直裝置的第二實施例的示意圖。本實施例的準直裝置4與第一實施例的準直裝置3(圖4)大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號。在本實施例中，每一貫穿孔313具有一第一端3131及一第二端3132，該第一端 3131包含一第一開口 3133，其位於該入光面311。該第二端3132包含一第二開口 3134，其位於該出光面312。在本實施例中，這些貫穿孔313垂直該基材31的入光面311及出光面 312，該第一開口 3133的面積與該第二開口 3134的面積相同，然而可以理解的是，該第一開口 3133的面積也可以與該第二開口 3134的面積不同。在本實施例中，位於這些貫穿孔313內的物質為塑料，且填滿這些貫穿孔313。亦艮口，該基材31的材質及位於這些貫穿孔313內的物質為二種不同的塑料。該基材31的折射率不同於位於這些貫穿孔313內的物質(塑料)的折射率，優選地，該基材31的折射率小於位於這些貫穿孔313內的物質(塑料)的折射率使得該光線可以在這些貫穿孔313內產生全反射。優選地，該基材31的折射率與位於這些貫穿孔313內的物質的折射率相差0. 1 以上。該至少一微結構32位於該基材31的入光面311，該至少一微結構32對應這些貫穿孔313，用以將該光線中不同波長的光分別導引至不同的貫穿孔313的第一端3131，而由這些貫穿孔313的第二端3132射出。每一該微結構32涵蓋至少三個該貫穿孔313。在本實施例中，每一該微結構32涵蓋三個該貫穿孔313，其包含一紅光貫穿孔313R、一綠光貫穿孔313G及一藍光貫穿孔313B。該光線被該光學膜片M分光成紅色光、綠色光及藍色光，其中該紅色光被該微結構32導引至該紅光貫穿孔313R，該綠色光被該微結構32導引至該綠光貫穿孔313G，該藍色光被該微結構32導引至該藍光貫穿孔3i;3B。此外，本實施例中這些微結構32為連續，然而在其他應用中，這些微結構32為不連續，如圖7所示。該面板25具有一入光面251、一出光面252及多個像素253，該第二端3132射出的光經過該面板25的入光面251進入該面板25。每一該像素253包含多個子像素，每一該子像素對應每一該貫穿孔313。在本實施例中，每一該像素253包含三個子像素，其分別為紅色子像素(R)25R、綠色子像素(G)25G及藍色子像素(B) 25B，且每一該子像素對應每一該貫穿孔313。亦即，紅色子像素25R對應該紅光貫穿孔313R，該綠色子像素25G對應該綠光貫穿孔313G，該藍色子像素25B對應該藍光貫穿孔313B。因此，該光線通過該準直裝置3 及該面板25後可呈現不同顏色的光。上述實施例僅為說明本發明的原理及其功效，並非限制本發明，因此本領域技術人員對上述實施例進行修改及變化仍不脫本發明的精神。本發明的權利範圍應如權利要求書所請求的範圍所列。
權利要求
1.一種準直裝置，包括一基材，具有一入光面、一出光面及多個貫穿孔，每一該貫穿孔具有一第一端及一第二端，該第一端包含一第一開口，其位於該入光面，該第二端包含一第二開口，其位於該出光面，且該基材的折射率不同於位於這些貫穿孔內的物質的折射率；及至少一微結構，位於該基材的該入光面，至少一該微結構對應這些貫穿孔。
2.如權利要求1所述的準直裝置，其特徵在於所述貫穿孔垂直該基材的該入光面及該出光面。
3.如權利要求1所述的準直裝置，其特徵在於所述基材的折射率大於位於這些貫穿孔內的物質的折射率。
4.如權利要求1所述的準直裝置，其特徵在於所述基材的折射率小於位於這些貫穿孔內的物質的折射率。
5.如權利要求1所述的準直裝置，其特徵在於所述基材的材質及位於這些貫穿孔內的物質皆為塑料。
6.如權利要求1所述的準直裝置，其特徵在於所述基材的折射率與位於這些貫穿孔內的物質的折射率相差0.1以上。
7.如權利要求1所述的準直裝置，其特徵在於每一該微結構涵蓋至少三個貫穿孔。
8.如權利要求1所述的準直裝置，其特徵在於該基材更包括多個光導，這些光導位於二個相鄰貫穿孔之間，每一該微結構涵蓋至少三個該光導。
9.如權利要求1所述的準直裝置，其特徵在於該微結構為透鏡、菲涅耳透鏡或衍射光學元件透鏡。
10.一種無彩色濾光片的顯示裝置，包括一光源，用以發出光線，該光線包括多種不同波長的光；一準直裝置，包括一基材，具有一入光面、一出光面及多個貫穿孔，每一貫穿孔具有一第一端及一第二端，該第一端包含一第一開口，其位於該入光面，該第二端包含一第二開口，其位於該出光面，且該基材的折射率不同於位於這些貫穿孔內的物質的折射率；及至少一微結構，位於該基材的該入光面，至少一該微結構對應這些貫穿孔；及一面板，具有一入光面及一出光面，該第二端射出的光經過該面板的該入光面進入該面板。
全文摘要
本發明涉及一種無彩色濾光片的顯示裝置及其準直裝置，該準直裝置包括一基材及至少一微結構。該基材具有多個貫穿孔，且該基材的折射率不同於位於這些貫穿孔內的物質的折射率。該至少一微結構位於該基材的一入光面，且對應至少一該貫穿孔。由此，該無彩色濾光片的顯示裝置不需設置彩色濾光片，因而具有高光學效率，達到節能的目標。
文檔編號G02F1/13357GK102478680SQ20101056157
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月24日 優先權日2010年11月24日
發明者張德宏, 施希弦, 江奕興, 陳志忠 申請人:奇菱科技股份有限公司