发明名称 具有集光效益之液晶显示器的反射板结构
摘要 一种具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,主要包含一主动元件基板、一形成在该主动元件基板上方的具绕射或折射效应的聚光元件、一覆盖在聚光层上方的该间隔层,和一形成在该间隔层上方的反射元件。具绕射或折射效应的聚光元件的设计有多种模式,可以是全像片的绕射元件或是微透镜、微棱镜元件,并可设计在薄膜电晶体板上或是彩色滤光板上。彩色滤光板可搭配在薄膜电晶体同侧基板,或是对侧基板。间隔层的设计有多种模式,包括一覆盖层、或是一彩色滤光片、或是一彩色滤光片和此彩色滤光片上方的一覆盖层、或是一片基板。反射元件也有多种结构,并有多种反射角度和反射效果。本发明利用聚光层集中背光源,将原本未利用的95%~60%的光源收集起来。背光增益效果约为120%~400%以上,大幅节约背光源的耗电量。
申请公布号 TW588195 申请公布日期 2004.05.21
申请号 TW091116986 申请日期 2002.07.30
申请人 刘鸿达 发明人 刘鸿达
分类号 G02F1/1335 主分类号 G02F1/1335
代理机构 代理人 吴宏山 台北市内湖区行爱路一七六号三楼
主权项 1.一种具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,包含有:一具绕射或折射聚光效应的聚光元件,该聚光元件具有一平均等效焦距;一层间隔层,覆盖在该具绕射或折射聚光效应之聚光元件的上方,该间隔层具有一厚度;以及一反射元件,形成在该间隔层的上方。2.如申请专利范围第1项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该聚光元件的下方更包含一主动元件基板。3.如申请专利范围第1项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该间隔层系一主动元件基板。4.如申请专利范围第1项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该聚光元件具绕射聚光效应,且更包括复数个不同宽度和间距且具有周期性图案的金属材质。5.如申请专利范围第1项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该聚光元件具绕射聚光效应,且更包括:具单一折射率的第一透明材质层,该第一透明材质层包括复数个不同宽度和间距且具有周期性图案的透明材质;以及具另一折射率的第二透明材质层,覆盖于该第一透明材质层的上方。6.如申请专利范围第1项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该聚光元件具绕射聚光效应,且更包括:具单一折射率的第一透明材质层,该第一透明材质层包括复数个不同间距且具有周期性图案的多阶透明材质;以及具另一折射率的第二透明材质层,覆盖于该第一透明材质层的上方。7.如申请专利范围第1项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该聚光元件具折射聚光效应,且更包括:具单一折射率的第一透明材质层,该第一透明材质层包括复数个不同间距且具有周期性图案的单一折射率的楔形微棱镜材质;以及具另一折射率的第二透明材质层,覆盖于该第一透明材质层的上方。8.如申请专利范围第1项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该聚光元件具折射聚光效应,且更包括:具单一折射率的第一透明材质层,该第一透明材质层包括复数个不同间距且具有周期性图案的单一折射率的微透镜材质;以及具另一折射率的第二透明材质层,覆盖于该第一透明材质层的上方。9.如申请专利范围第6项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中每个该多阶透明材质的剖面图形为长方形,并且每阶之长方形透明材质的宽度由下层往上层渐次减小。10.如申请专利范围第6项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该第二透明材质层系一间隔层。11.如申请专利范围第7项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该复数个楔形微棱镜材质有不同的大小,包括体积、剖面或切面积、斜率和高度。12.如申请专利范围第8项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该复数个微透镜材质有不同的大小,包括体积、剖面成切面积、斜率和高度。13.如申请专利范围第7项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该第二透明材质层系一间隔层。14.如申请专利范围第8项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该第二透明材质层系一间隔层。15.如申请专利范围第1项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该聚光元件之平均等效焦距的范围为230~1250m。16.如申请专利范围第1项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该间隔层系一覆盖层。17.如申请专利范围第1项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该间隔层系一彩色滤光片。18.如申请专利范围第2项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该间隔层更包括:一彩色滤光片,形成在该聚光元件的上方;以及一覆盖层,形成在该彩色泸光片的上方。19.如申请专利范围第1项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该聚光元件的平均等效焦距与该间隔层厚度的比値系介于0.65~1.4之间。20.如申请专利范围第2项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该反射元件系一平坦金属层。21.如申请专利范围第2项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该反射元件更包含:一内散射层,形成在该间隔层的上方,该内散射层在该显示器的画素四周和画素区域内形成复数个上凸的结构,以及透光区的边界地带形成下凹斜面的结构,且在单一画素区内的透光区的液晶元间隙和反射区的液晶元间隙是不同的;一反射金属层,形成在该显示器之反射区中该内散射层的上方;以及一层铟锡氧化物电极层,形成在该显示器之透光区中该间隔层的上方。22.如申请专利范围第21项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该间隔层更包括:一彩色滤光片,形成在该聚光元件的上方;以及一覆盖层,形成在该彩色滤光片的上方。23.如申请专利范围第21项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该间隔层为一彩色滤光片。24.如申请专利范围第2项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该反射元件更包含:一内散射层,形成在该间隔层的上方,该内散射层在在单一画素区内只有单一的液晶元间隙;一反射金属层,形成在该显示器之反射区中该内散射层的上方;以及一层铟锡氧化物电极层,形成在该显示器之透光区中该间隔层的上方。25.如申请专利范围第21项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该铟锡氧化物电极层备有至少一个开口。26.如申请专利范围第3项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该反射元件更包含:一内散射层,形成在该主动元件基板的上方,该内散射层在该显示器的画素四周和画素区域内形成复数个上凸的结构,以及透光区的边界地带形成下凹斜面的结构,且在单一画素区内的透光区的液晶元间隙和反射区的液晶元间隙是不同的;一反射金属层,形成在该显示器之反射区中该内散射层的上方;以及一层铟锡氧化物电极层,形成在该显示器之透光区中该主动元件基板的上方。27.如申请专利范围第3项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该反射元件更包含:一内散射层,形成在该主动元件基板的上方,该内散射层在在单一画素区内只有单一的液晶元间隙;一反射金属层,形成在该显示器之反射区中该内散射层的上方;以及一层铟锡氧化物电极层,形成在该显示器之透光区中该主动元件基板的上方。28.如申请专利范围第3项所述之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构,其中该反射元件在单一画素区内的红绿蓝各子画素区内更包含:一内散射层,形成在该主动元件基板的上方,该内散射层在该显示器的画素四周和画素区域内形成复数个上凸的结构,以及透光区的边界地带形成下凹斜面的结构,且在单一画素区内的透光区的液晶元间隙和反射区的液晶元间隙是不同的;一反射金属层,形成在该显示器之反射区中内散射层的上方;一第一铟锡氧化物电极层,形成在该显示器之透光区中该主动元件基板的上方;一片彩色滤光片,形成在该内散射层、该反射金属层和该第一铟锡氧化物电极层的上方;以及一第二铟锡氧化物电极层,形成在该彩色滤光片的上方。29.一种包含有如申请专利范围第1项所述之反射板结构的具有集光效益的液晶显示器,该液晶显示器更包含有一上板和一液晶夹层,该上板由上往下更包括一上层基板、一彩色滤光片和一铟锡氧化物电极层。30.如申请专利范围第29项所述之具有集光效益的液晶显示器,该液晶显示器包含有如申请专利范围第28项所述之具有集光效益的之反射板结构。31.如申请专利范围第29项所述之具有集光效益的液晶显示器,该液晶显示器包含有如申请专利范围第22项所述之具有集光效益的之反射板结构。32.如申请专利范围第29项所述之具有集光效益的液晶显示器,该液晶显示器包含有如申请专利范围第23项所述之具有集光效益的之反射板结构。33.如申请专利范围第29项所述之具有集光效益的液晶显示器,其中该液晶夹层中的液晶是正型液晶或是负型液晶。34.如申请专利范围第29项所述之具有集光效益的液晶显示器,其中该液晶夹层在穿透区的液晶元间隙大于在反射区的液晶元间隙。35.如申请专利范围第34项所述之具有集光效益的液晶显示器,其中该穿透区的液晶元间隙和该反射区的液晶元间隙两者之间的差値介于0.16m和33m之间。36.如申请专利范围第34项所述之具有集光效益的液晶显示器,其中该液晶夹层中的液晶是正型液晶,该正型液晶之双折射率的范围为0.05 ~ 0.1。37.如申请专利范围第34项所述之具有集光效益的液晶显示器,其中该液晶夹层中的液晶是正型液晶,并且在穿透区之相位差的范围为270 ~ 460nm,在反射区之相位差的较佳范围为200~330nm。38.如申请专利范围第34项所述之具有集光效益的液晶显示器,其中该液晶夹层中的液晶是负型液晶,该负型液晶之双折射率的范围为0.06 ~ 0.13。39.如申请专利范围第34项所述之具有集光效益的液晶显示器,其中该液晶夹层中的液晶是负型液晶,并且在穿透区之相位差的范围为320 ~ 500nm,在反射区之相位差的范围为150 ~ 400nm。图式简单说明:图1所示为传统之部分反射式液晶显示器之反射板的剖面结构示意图。图2为根据本发明之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构的第一实施例的一个剖面结构示意图,并应用在部分反射式的液晶显示器。图3a为根据本发明之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构的第二实施例的一个剖面结构示意图,并应用在部分反射式的液晶显示器。图3b为图3a之反射元件中的铟锡氧化物电极层在近透光区T的中心处设计开口的一示意图。图4为根据本发明之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构的第三实施例的一个剖面结构示意图,并应用在部分反射式的液晶显示器。图5为将图3a的剖面结构以单一画素区内的红绿蓝各子画素区来表示的一个剖面结构示意图。图6为根据本发明之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构的第四实施例的一个剖面结构示意图,并应用在部分反射式的液晶显示器。图7为根据本发明之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构的第五实施例的一个剖面结构示意图,并应用在部分反射式的液晶显示器。图8为根据本发明之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构的第六实施例的一个剖面结构示意图,并应用在部分反射式的液晶显示器。图9为根据本发明之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构的第七实施例的一个剖面结构示意图,并应用在部分反射式的液晶显示器。图10为根据本发明之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构的第八实施例的一个剖面结构示意图,并应用在部分反射式的液晶显示器。图11为根据本发明之具有集光效益之液晶显示器的反射板结构的第九实施例的一个剖面结构示意图,并应用在部分反射式的液晶显示器。图12~图15为在单一画素区内四种反射区与透光区经聚光元件集光效益后,所对应的四种反射层图案。图16a~图16e为本发明之反射板结构中具绕射效应或具折射效应的聚光元件的五种较佳实施例的模式。图17为一含有图9之反射板结构的部分反射式的液晶显示器的示意图。图18为一含有图6之反射板结构的部分反射式的液晶显示器的示意图。图19为一含有图7之反射板结构的部分反射式的液晶显示器的示意图。
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