專利名稱：液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于液晶顯示器背光集束元件的制造方法，特別是有關(guān)于廣視角扭曲向列型液晶顯示器背光集束元件的制造方法。
背景技術(shù)：
由于液晶分子皆由板狀或是棒狀分子所形成，因此在分子長(zhǎng)軸的平行或垂直方向上的物理特性有一些的差異，所以也將液晶分子稱做是異方性晶體。對(duì)向列型液晶(Nematic type liquid crystal)而言，有兩個(gè)折射率，分別為垂直液晶長(zhǎng)軸方向的折射率no及平行液晶長(zhǎng)軸方向的折射率ne兩種。具有兩各不同折射率的單光軸晶體(例如液晶)，也就是雙折射晶體(birefringence crystal)有下述的光學(xué)特性當(dāng)一道非偏極光入射液晶中，此光將會(huì)分成兩個(gè)相互正交的偏極光，兩偏極光的速度不同，其折射的角度也不同。因此，液晶具有偏振光線的特性。
而且液晶材料具有流動(dòng)的特性，因此只需外加很微小的力量，液晶分子即可運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生不同的排列狀況。以最常見(jiàn)普遍的向列型液晶為例，其可由電場(chǎng)作用造成液晶分子轉(zhuǎn)向。當(dāng)液晶面板的上下兩塊玻璃之間沒(méi)有施加電壓時(shí)，液晶的排列會(huì)依照上下兩塊玻璃的配向膜而定。對(duì)于扭曲向列型(Twisted Nematic，TN)的液晶顯示器來(lái)說(shuō)，上下配向膜的角度差恰為90度，所以液晶分子的排列會(huì)由上而下自動(dòng)旋轉(zhuǎn)90度，當(dāng)入射光線經(jīng)過(guò)其中一面的偏光板時(shí)，會(huì)只剩下單方向極化的光波。通過(guò)液晶分子時(shí)，由于液晶分子總共旋轉(zhuǎn)了90度，所以當(dāng)光波到達(dá)另一而偏光板時(shí)，光波的極化方向恰好轉(zhuǎn)了90度。而兩偏光板之間，角度也是恰好差90度，所以光線便可以順利地通過(guò)。但如果對(duì)上下兩塊玻璃之間施加電壓，當(dāng)液晶分子受電場(chǎng)影響時(shí)，其排列方向會(huì)傾向平行于電場(chǎng)方向，液晶分子的排列都變成站立著的。此時(shí)通過(guò)其中一個(gè)偏光板的單方向極化光波，經(jīng)過(guò)液晶分子時(shí)便不會(huì)改變極化方向，因此就無(wú)法通過(guò)另一個(gè)偏光板。因此，液晶顯示器主要就是由兩片的偏光板及其中的液晶，對(duì)不同區(qū)域的液晶通以不同的電場(chǎng)，產(chǎn)生不同的液晶方向，使不同的區(qū)域的液晶可依欲顯示的圖形而顯示不同亮度的表現(xiàn)。
利用紅藍(lán)綠(RGB)三原色彩色濾光片(color filter)，于一個(gè)顯示單位的紅藍(lán)綠的三色區(qū)域給予不同的亮度，即可將這三色混合而表現(xiàn)出不同的顏色，使液晶顯示器可以顯示彩色，甚至是全彩的影像。但由于液晶對(duì)不同的波長(zhǎng)(顏色)的光有不同的相位延遲的情況，也就是液晶對(duì)不同的波長(zhǎng)有不同的折射率，不同波長(zhǎng)的光線其入射角與折射角會(huì)無(wú)法完全相同，而造成在不同視角看液晶顯示器，會(huì)觀察到不同的影像表現(xiàn)，而造成液晶顯示器視角上的限制。已知技藝中，增加一廣視角補(bǔ)償膜于液晶顯示器的外側(cè)，來(lái)補(bǔ)償不同波長(zhǎng)間的相位延遲，但廣視角補(bǔ)償膜并非能將所有不同角度的相位延遲都能同時(shí)加以補(bǔ)償。另一個(gè)處理不同波長(zhǎng)間相位延遲的問(wèn)題的方法，乃是將光線盡可能垂直入射液晶面板，如此就可以減少不同波長(zhǎng)間相位延遲的問(wèn)題。然后再利用一擴(kuò)散膜，置于液晶面板的外側(cè)，將通過(guò)液晶面板的光線予以散射，以達(dá)廣視角的效果。
一般上，光線入射液晶面板的入射角范圍只要在15度之內(nèi)，不同波長(zhǎng)間所造成的相位延遲現(xiàn)象是在可接受的范圍之內(nèi)。如圖1，為已知技術(shù)的高集束性微透鏡陣列的示意圖。光線由導(dǎo)光體陣列10的下方入射，由導(dǎo)光體陣列10收集光線，通過(guò)透明的多層基板20(為簡(jiǎn)潔描述，未將多層結(jié)構(gòu)一一畫出)，再由上方的透鏡陣列30將光線聚集，使光線的角度范圍聚集在15度的范圍內(nèi)。而導(dǎo)光體陣列10的元件尺寸大小在毫米(mm)等級(jí)，故入射導(dǎo)光體10的光難達(dá)到全反射的條件，所以其集光效率較差，且多層基板20的使用，也會(huì)產(chǎn)生光損失。而在導(dǎo)光體陣列的分布的均勻性及單一方向性上的效果也會(huì)較差。也有人提出利用光纖來(lái)導(dǎo)光，使光線可以近乎垂直入射到液晶面板，但光纖難以控制使其依所需形成于基板上，故有制程上的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
監(jiān)于上述的發(fā)明背景中，已知技藝中扭曲向列型的液晶對(duì)不同波長(zhǎng)的光線有不同的折射率，造成斜射進(jìn)入液晶面板的不同波長(zhǎng)光線有相位差，影響到液晶顯示器的視角范圍。而高集束性微透鏡陣列的方式，在分布均勻、單一方向性以及高集束效率方面都表現(xiàn)較差。因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法，以達(dá)到類似光纖的全反射效果，達(dá)到高集束能力，以產(chǎn)生高集束效率的集束光。
本發(fā)明的另一目的為，提供一種液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法以得到集束光線的高度單一方向性。
本發(fā)明的再一目的為，提供一種液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法，使導(dǎo)光管的陣列的分布可以更加均勻。
本發(fā)明的又一目的為，提供一種液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法，使扭曲向列型的液晶顯示器的可達(dá)更廣的視角。
本發(fā)明的另一目的為，提供一種液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法，在單一基板上產(chǎn)生高集束性導(dǎo)光陣列，可減少光損失的發(fā)生。
根據(jù)以上所述的目的，本發(fā)明提供了一種液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法，其特征在于，包含散布復(fù)數(shù)個(gè)微米級(jí)粒子光罩于一基板表面；以紫外光曝光照射散布該復(fù)數(shù)個(gè)微米級(jí)粒子光罩的該基板表面；以及移除該復(fù)數(shù)個(gè)微米級(jí)粒子光罩，并對(duì)該基板進(jìn)行蝕刻，以移除接受紫外光照射的部分，形成復(fù)數(shù)個(gè)柱狀導(dǎo)光柱。
其中該復(fù)數(shù)個(gè)柱狀導(dǎo)光柱用于扭曲向列型液晶顯示器。
其中還包含形成一擴(kuò)散膜，于該液晶顯示器的彩色濾光片玻璃基板的外側(cè)。
其中該復(fù)數(shù)個(gè)微米級(jí)粒子光罩為球狀。
其中該復(fù)數(shù)個(gè)柱狀導(dǎo)光柱對(duì)一進(jìn)入該復(fù)數(shù)個(gè)柱狀導(dǎo)光柱的入射光，入射至內(nèi)側(cè)邊表面時(shí)發(fā)生全反射。
根據(jù)本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明一種液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法，其特征在于，包含散布復(fù)數(shù)個(gè)微米級(jí)粒子光罩于一玻璃基板表面；以氧電漿蝕刻未受該復(fù)數(shù)個(gè)微米級(jí)粒子光罩遮蔽的該基板表面，以形成復(fù)數(shù)個(gè)柱狀導(dǎo)光柱；以及移除該復(fù)數(shù)個(gè)微米級(jí)粒子光罩。
其中該玻璃基板為該液晶顯示器的薄膜電晶體玻璃基板。
其中該復(fù)數(shù)個(gè)柱狀導(dǎo)光柱用于扭曲向列型液晶顯示器。
其中還包含形成一擴(kuò)散膜，于一液晶顯示器的彩色濾光片玻璃基板的外側(cè)。
其中該復(fù)數(shù)個(gè)柱狀導(dǎo)光柱對(duì)一進(jìn)入該復(fù)數(shù)個(gè)柱狀導(dǎo)光柱的入射光，入射至內(nèi)側(cè)邊表面時(shí)發(fā)生全反射。
因此，相較于已知技術(shù)的高集束性微透鏡陣列的方法，本發(fā)明提供一種液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法，以類似光纖的全反射效果，達(dá)到高集束能力，以產(chǎn)生高集束效率的集束光，并達(dá)到集束光線的高度單一方向性。而且依本發(fā)明液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法所制造的在單一基板上的高集束性導(dǎo)光陣列，可減少光損失的發(fā)生，且導(dǎo)光管陣列可以更加均勻，而扭曲向列型的液晶面板的可達(dá)更廣的視角。


為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說(shuō)明如后，其中圖1是已知技藝中，高集束性微透鏡陣列的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是將粒子光罩灑布在一基板的步驟示意圖；圖3是對(duì)基板進(jìn)行曝光的示意圖；圖4是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置的俯視圖；以及圖5是依本發(fā)明的液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置方法所制造的導(dǎo)光裝置的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一些實(shí)施例會(huì)詳細(xì)描述如下。然而，除了詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以廣泛地在其他的實(shí)施例施行，且本發(fā)明的范圍不受限定，其以的后的專利范圍為準(zhǔn)。
再者，為提供更清楚的描述及更易理解本發(fā)明，圖示內(nèi)各部分并沒(méi)有依照其相對(duì)尺寸繪圖，某些尺寸與其他相關(guān)尺度相比已經(jīng)被夸張；不相關(guān)的細(xì)節(jié)部分也未完全繪出，以求圖示的簡(jiǎn)潔。
雖然光纖是十分良好的導(dǎo)光元件，但由于光纖并不易形成于基板上，故液晶顯示器無(wú)法使用光纖作為背光用導(dǎo)光裝置。本發(fā)明的精神乃在一基板上形成具有類似光纖性質(zhì)(即，于光纖內(nèi)部傳送的光，會(huì)因全反射作用而聚集于光纖內(nèi)的性質(zhì))的導(dǎo)光管，使進(jìn)入導(dǎo)光管的光線可以因全反射作用聚集于導(dǎo)光管內(nèi)，而達(dá)到高效率的集束效果。
首先，如圖2所示，在一基板40上灑布微米級(jí)的粒子光罩50，較佳的灑布情況為粒子光罩50布滿整個(gè)基板40，粒子光罩50彼此間并無(wú)重疊的現(xiàn)象。粒子光罩50可以重復(fù)回收使用，而較佳的粒子光罩50為大小均勻的球狀體。一般基板40的材質(zhì)可以依照射的光線不同而使用適當(dāng)?shù)目膳c照射的光線反應(yīng)的材質(zhì)，而粒子光罩50則選擇可以遮蔽照射光線的材質(zhì)。例如，以紫外線進(jìn)行曝光，可以使用高分子材料作為基板40的材質(zhì)，以玻璃作為粒子光罩50的材質(zhì)。接著，如圖3所示，進(jìn)行曝光步驟。光線60由粒子光罩50端照射基板40。例如，高分子材料的基底40以紫外線進(jìn)行曝光，將曝光過(guò)的基板40以顯影液顯影，洗去受到紫外光照射部分的一部份厚度。完成后的液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置的俯視圖如圖4所示，接受曝光而顯影的部分70以斜線表示，導(dǎo)光柱80為圓柱狀。圖5為另一依本發(fā)明的液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法所制造的導(dǎo)光裝置的側(cè)視圖，在基板40上有圓柱形導(dǎo)光柱80，間隙90為導(dǎo)光柱80間的空隙。而較佳的情況為間隙90的大小越小，導(dǎo)光柱80所占的面積越大越好，以收集更多的光線。
導(dǎo)光柱80的大小為微米等級(jí)，而且導(dǎo)光柱80以外的部分為空氣，故進(jìn)入導(dǎo)光柱80的光會(huì)在導(dǎo)光柱80內(nèi)側(cè)的周邊發(fā)生全反射現(xiàn)象，因此導(dǎo)光柱的集光效率十分高。再加上導(dǎo)光裝置本身為單一材質(zhì)，避免了多層材質(zhì)會(huì)造成的光損失問(wèn)題。導(dǎo)光柱的排列方式可以有數(shù)種不同的排列方式。圖4僅說(shuō)明其中一種排列方法，并非用以限制本發(fā)明導(dǎo)光裝置的排列方式。
除了可與光產(chǎn)生反應(yīng)的材質(zhì)外，也可以以玻璃或石英玻璃作為作為導(dǎo)光裝置的基板。而蝕刻方式可改以氧電漿蝕刻方式，其制造流程修正為如下散布復(fù)數(shù)個(gè)微米級(jí)粒子光罩于一玻璃基板表面；以氧電漿蝕刻未受復(fù)數(shù)個(gè)微米級(jí)粒子光罩遮蔽該基板表面，以形成復(fù)數(shù)個(gè)柱狀導(dǎo)光柱，移除復(fù)數(shù)個(gè)微米級(jí)粒子光罩。而粒子光罩本身材質(zhì)必須可以抵抗氧電漿蝕刻的蝕刻作用。因此，液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置也可以形成于液晶面板的薄膜電晶體玻璃基板之上。
再者，從背光模組發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)依本發(fā)明的液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法所制造的導(dǎo)光裝置，可使光線入射扭曲向列型的液晶面板的入射角在15度之內(nèi)，而當(dāng)光線穿透液晶面板后，以擴(kuò)散膜擴(kuò)散光線的前進(jìn)方向，使液晶顯示器達(dá)到更廣的視角。
因此，相較于已知技術(shù)的高集束性微透鏡陣列的方法，本發(fā)明提供一種液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法，以類似光纖的全反射效果，達(dá)到高集束能力，以產(chǎn)生高集束效率的集束光，并達(dá)到集束光線的高度單一方向性。而且依本發(fā)明液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法所制造的在單一基板上的高集束性導(dǎo)光陣列，可減少光損失的發(fā)生的分布，且導(dǎo)光管陣列可以更加均勻，而扭曲向列型的液晶面板的可達(dá)更廣的視角。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍；凡其他為脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在下述的申請(qǐng)專利范圍。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法，其特征在于，包含散布復(fù)數(shù)個(gè)微米級(jí)粒子光罩于一基板表面；以紫外光曝光照射散布該復(fù)數(shù)個(gè)微米級(jí)粒子光罩的該基板表面；以及移除該復(fù)數(shù)個(gè)微米級(jí)粒子光罩，并對(duì)該基板進(jìn)行蝕刻，以移除接受紫外光照射的部分，形成復(fù)數(shù)個(gè)柱狀導(dǎo)光柱。
2.如權(quán)利要求1的液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法，其特征在于，其中該復(fù)數(shù)個(gè)柱狀導(dǎo)光柱用于扭曲向列型液晶顯示器。
3.如權(quán)利要求1的液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法，其特征在于，其中還包含形成一擴(kuò)散膜，于該液晶顯示器的彩色濾光片玻璃基板的外側(cè)。
4.如權(quán)利要求1的液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法，其特征在于，其中該復(fù)數(shù)個(gè)微米級(jí)粒子光罩為球狀。
5.如權(quán)利要求1的液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法，其特征在于，其中該復(fù)數(shù)個(gè)柱狀導(dǎo)光柱對(duì)一進(jìn)入該復(fù)數(shù)個(gè)柱狀導(dǎo)光柱的入射光，入射至內(nèi)側(cè)邊表面時(shí)發(fā)生全反射。
6.一種液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法，其特征在于，包含散布復(fù)數(shù)個(gè)微米級(jí)粒子光罩于一玻璃基板表面；以氧電漿蝕刻未受該復(fù)數(shù)個(gè)微米級(jí)粒子光罩遮蔽的該基板表面，以形成復(fù)數(shù)個(gè)柱狀導(dǎo)光柱；以及移除該復(fù)數(shù)個(gè)微米級(jí)粒子光罩。
7.如權(quán)利要求6的液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法，其特征在于，其中該玻璃基板為該液晶顯示器的薄膜電晶體玻璃基板。
8.如權(quán)利要求6的液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法，其特征在于，其中該復(fù)數(shù)個(gè)柱狀導(dǎo)光柱用于扭曲向列型液晶顯示器。
9.如權(quán)利要求6的液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法，其特征在于，其中還包含形成一擴(kuò)散膜，于一液晶顯示器的彩色濾光片玻璃基板的外側(cè)。
10.如權(quán)利要求6的液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法，其特征在于，其中該復(fù)數(shù)個(gè)柱狀導(dǎo)光柱對(duì)一進(jìn)入該復(fù)數(shù)個(gè)柱狀導(dǎo)光柱的入射光，入射至內(nèi)側(cè)邊表面時(shí)發(fā)生全反射。
全文摘要
由于液晶對(duì)不同波長(zhǎng)有不同的折射率，造成斜射液晶面板的不同波長(zhǎng)光線會(huì)有相位差，而造成視角上的問(wèn)題。本發(fā)明提供一種液晶顯示器背光用導(dǎo)光裝置制造方法，形成具有類似光纖的全反射特性的導(dǎo)光柱。使從背光模組發(fā)出的光線，經(jīng)導(dǎo)光柱后入射液晶面板，其入射角可在15度之內(nèi)，以減少不同波長(zhǎng)的光線經(jīng)過(guò)液晶，會(huì)有相位差的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1673827SQ20041003021
公開(kāi)日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2004年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月22日
發(fā)明者趙治宇, 謝文俊, 曾文澤, 蔡明瑋 申請(qǐng)人:中華映管股份有限公司