專利名稱：液晶顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種液晶顯示裝置，尤其涉及一種具有梯度折射率的膜狀透鏡的液晶 顯示裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(IXD)的亮度是設(shè)計(jì)上重要的考量項(xiàng)目之一，而一般來(lái)說(shuō)IXD的透過(guò) 率損失其中主要是因?yàn)殚_(kāi)口率造成的。所以傳統(tǒng)上，提高液晶顯示器的亮度的方法一般是 增加開(kāi)口率或是在背光模組中使用增亮膜。一般改善開(kāi)口率問(wèn)題可直接透過(guò)像素設(shè)計(jì)以及 解析能力高的制程能力來(lái)達(dá)到。但是，開(kāi)口率有其極限，無(wú)法到達(dá)100%的開(kāi)口率，所以這些 都無(wú)法完全消除因開(kāi)口率而造成的透過(guò)率損失。而且，若利用增加開(kāi)口率的方式來(lái)提高液 晶顯示器的亮度時(shí)，不僅會(huì)提高工藝的難度，同時(shí)也會(huì)有增加成本負(fù)擔(dān)的問(wèn)題。另一個(gè)增加亮度的方法是使用透鏡來(lái)改變光的行進(jìn)方向，使得光線都射入開(kāi)口 區(qū)。如此可以不需考慮開(kāi)口率的問(wèn)題來(lái)設(shè)計(jì)像素。請(qǐng)參見(jiàn)圖1，圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中的液 晶顯示裝置的示意圖。液晶顯示裝置1包括背光摸組2和液晶顯示面板3，液晶顯示面板3 包括有第二基板4、第一基板5以及夾在兩基板間的液晶層6，其中以在第二基板4上形成 的陣列塊9示意液晶顯示面板3的開(kāi)口率。其中第一基板5上設(shè)置有多個(gè)可透光區(qū)域。在 液晶顯示面板3的第二基板4的表面上制作微透鏡(mirolens)陣列7，利用微透鏡7微米 級(jí)以下的尺寸，再通過(guò)增加微透鏡7的曲面結(jié)構(gòu)的曲度來(lái)更加增加液晶顯示裝置1的亮度。 雖然微透鏡7使得液晶顯示面板3的開(kāi)口率有一定程度的改善，但也由于微透鏡7的尺寸 大小是微米級(jí)以下的尺寸，且其表面結(jié)構(gòu)為曲面結(jié)構(gòu)，所以在制作上不容易控制，因其需要 蝕刻來(lái)制作透鏡3以及額外的平坦層8來(lái)補(bǔ)償微透鏡7的曲面。因此，如何在降低成本負(fù)擔(dān)的情況下，且能同時(shí)不增加工藝控制的難度，進(jìn)而提高 液晶顯示器的亮度，為目前研發(fā)的重點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種液晶顯示裝置，利用具有梯度折射率的膜 狀透鏡改善因開(kāi)口率造成的穿透率下降，并改善顯示面板的亮度及對(duì)比度。為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括背光模組、第 一基板、第二基板以及設(shè)置于第一基板和第二基板間的液晶層。背光模組具有光出射面；該 第一基板具有多個(gè)可透光區(qū)；第二基板與該第一基板相對(duì)設(shè)置，且該第二基板包括第三基 板以及具有梯度折射率的透鏡。第三基板具有第一表面和第二表面，其中該第一表面和該 第二表面相對(duì)設(shè)置，且該第一表面臨近該光出射面；具有梯度折射率的透鏡設(shè)置于該第三 基板上，該透鏡為膜狀物，且該透鏡的表面為平面。作為可選的技術(shù)方案，該透鏡貼附于該第三基板的該第一表面。作為可選的技術(shù)方案，該透鏡貼附于該第三基板的該第二表面。本發(fā)明還提供一種液晶顯示裝置的制造方法，該方法包括提供第三基板，該第三基板具有第一表面和第二表面，其中該第一表面和該第二表面相對(duì)設(shè)置；提供具有梯度折射率的透鏡，其中該透鏡為膜狀物，且該透鏡的表面為平面；以及將該具有梯度折射率的透 鏡貼附于該第三基板上。作為可選的技術(shù)方案，該透鏡貼附于該第三基板的第一表面。作為可選的技術(shù)方案，該透鏡貼附于該第三基板的第二表面。本發(fā)明還提供一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括背光模組、第一基板以及 第二基板。背光模組具有光出射面；該第一基板具有多個(gè)可透光區(qū)；以及第二基板與該第 一基板相對(duì)設(shè)置，該第二基板包括具有梯度折射率的第四基板，該第四基板具有第一表面 和第二表面，其中該第一表面和該第二表面相對(duì)設(shè)置，且該第一表面臨近該光出射面。作為可選的技術(shù)方案，該具有梯度折射率的第四基板利用集成光學(xué)方法形成。作為可選的技術(shù)方案，該集成光學(xué)方法為離子交換法。本發(fā)明還提供一種液晶顯示裝置的制造方法，該方法包括提供基板；以及利用集成光學(xué)方法將該基板與具有梯度折射率的透鏡整合成該具有折射率梯度 的第四基板。關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以藉由以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。


圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中的液晶顯示裝置的示意圖；圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的第一實(shí)施方式的示意圖；圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的制造方法的第一實(shí)施方式的流程示意 圖；圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的第二實(shí)施方式的示意圖；圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的第三實(shí)施方式的示意圖；圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的制造方法的第三實(shí)施方式的流程示意 圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參見(jiàn)圖2，圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的第一實(shí)施方式的示意圖。本 發(fā)明提供的液晶顯示裝置10包括背光模組12、第一基板15、第二基板14以及液晶層16。 背光模組12具有光出射面121，背光模組12為液晶顯示面板13提供光源，光線最終至背光 模組12的光出射面121射出并進(jìn)入液晶顯示面板13。第一基板15具有多個(gè)可透光區(qū)，這 些可透光區(qū)所發(fā)射出的至少三種不同色光包含紅綠藍(lán)三色光。其中，第一基板15例如為彩 色濾光片基板。第二基板14包括第三基板17以及具有梯度折射率的透鏡18，具有梯度折 射率的透鏡18設(shè)置于第三基板17上。透鏡18為膜狀物，且其表面為平面，亦即不同于現(xiàn) 有技術(shù)中的曲面透鏡。第二基板14與第一基板15相對(duì)設(shè)置，第二基板14例如為薄膜晶體 管陣列基板，且第一基板15和第二基板14間夾置著液晶層16。另外，本發(fā)明中以形成于第 二基板14上的陣列塊19間的開(kāi)口示意液晶顯示面板13的開(kāi)口率。第三基板17具有第一 表面171和第二表面172，其中第一表面171和第二表面172相對(duì)設(shè)置，且第一表面171臨近背光模組12的光出射面121。請(qǐng)繼續(xù)參見(jiàn)圖2，本第一實(shí)施方式中，具有梯度(或漸變)折射率的膜狀透鏡18貼 附于第三基板17的第二表面172。
背光模組12投射出的光線進(jìn)入第三基板17。接著，入射光經(jīng)過(guò)具有梯度折射率的 膜狀透鏡18之后，經(jīng)過(guò)膜狀透鏡的折射作用，光線在穿過(guò)第二基板14后，依序進(jìn)入液晶層 16與第一基板15的可透光區(qū)，從而提高液晶顯示裝置的亮度。更具體的說(shuō)，本發(fā)明利用光線在具有梯度(或漸變)折射率的膜狀透鏡18中滿 足折射定律，讓入射光線通過(guò)具有不同折射率的界質(zhì)時(shí)，產(chǎn)生折射現(xiàn)象使得光線能更有效 地集中于液晶顯示面板13的可透光區(qū)，以進(jìn)一步提高光線的使用率，提高液晶顯示器的亮度。請(qǐng)參見(jiàn)圖3，圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的制造方法的第一實(shí)施方式 的示意圖。本發(fā)明還提供一種液晶顯示裝置的制造方法，制造如上所述的第一實(shí)施方式中 的液晶顯示裝置。方法步驟如下首先，步驟S10，提供第三基板17，第三基板17具有第一 表面171和第二表面172，其中第一表面171和第二表面172相對(duì)設(shè)置。接著，步驟S11，提 供具有梯度折射率的透鏡18，其中透鏡18為膜狀物，且透鏡18的表面為平面，亦即不同于 現(xiàn)有技術(shù)中的曲面透鏡，因而也不需要另外制作平坦層來(lái)補(bǔ)償透鏡的曲面。最后，步驟S12， 將具有梯度折射率的膜狀透鏡18貼附于第三基板17的表面，本實(shí)施方式中是將具有梯度 折射率的膜狀透鏡18貼附于第三基板17的第二表面172上。接著再進(jìn)行顯示面板后續(xù)的 線路制作。請(qǐng)參見(jiàn)圖4，圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的第二實(shí)施方式的示意圖。本 第二實(shí)施方式中，具有梯度(或漸變)折射率的膜狀透鏡18貼附于第三基板17的第一表 面 171。背光模組12投射出的光線進(jìn)入具有梯度折射率的膜狀透鏡18，經(jīng)過(guò)膜狀透鏡的 折射作用，光線進(jìn)入第三基板17。接著，光線穿過(guò)第二基板14后，依序進(jìn)入液晶層16與第 一基板15，入射光線通過(guò)具有不同折射率的界質(zhì)時(shí)，產(chǎn)生折射現(xiàn)象使得光線能更有效地集 中于液晶顯示面板10的可透光區(qū)，以進(jìn)一步提高光線的使用率，提高液晶顯示器的亮度。本第二實(shí)施方式中的液晶顯示裝置的制造方法與第一實(shí)施方式中的液晶顯示裝 置的制造方法相似，不同之處在于，于步驟S12時(shí)，將具有梯度折射率的膜狀透鏡18貼附于 第三基板17的第一表面171上。請(qǐng)參見(jiàn)圖5，圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的第三實(shí)施方式的示意圖。本 發(fā)明還提供一種液晶顯示裝置30，液晶顯示裝置30包括背光模組12、第一基板15以及第 二基板14。背光模組12具有光出射面121。第一基板15具有多個(gè)可透光區(qū)，且第二基板 14與第一基板15相對(duì)設(shè)置。第二基板14包括具有梯度折射率的第四基板21，第四基板具 21有第一表面211和第二表面212，其中第一表面211和第二表面212相對(duì)設(shè)置，且第一表 面211臨近光出射面121。其中具有梯度折射率的第四基板21利用集成光學(xué)方法形成，集 成光學(xué)方法為離子交換法。即利用集成光學(xué)方法的離子交換法直接將具有梯度折射率的膜 狀透鏡和玻璃基板整合在一起。背光模組12投射出的光線進(jìn)入具有梯度折射率的第四基 板21，經(jīng)過(guò)具有梯度折射率的第四基板21的折射作用，光線穿過(guò)第四基板21后，依序進(jìn)入 液晶層16與第一基板15，入射光線通過(guò)不同折射率的界質(zhì)時(shí)，產(chǎn)生折射現(xiàn)象使得光線能更有效地集中于液晶顯示裝置30的可透光區(qū)，以進(jìn)一步提高光線的使用率，提高液晶顯示器 的亮度。請(qǐng)參見(jiàn)圖6，圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的制造方法的第三實(shí)施方式 的示意圖。本發(fā)明還提供一種液晶顯示裝置的制造方法，制造如上所述的第三實(shí)施方式中 的液晶顯示裝置。方法步驟如下首先，步驟S20，提供基板，基板例如為玻璃基板。接著， 步驟S21，提供具有梯度折射率的透鏡18，其中該透鏡為膜狀物。最后，步驟S22，利用集成 光學(xué)方法將基板與具有梯度折射率的透鏡18整合成具有折射率梯度的第四基板21。在將 具有折射率梯度的第四基板21做好后再在第四基板21上進(jìn)行后續(xù)的陣列制程，即在第四 基板21上做各種線路。綜上所述，本發(fā)明利用具有梯度折射率的膜狀透鏡，將光線導(dǎo)入顯示面板發(fā)光區(qū) 中，從而改善因開(kāi)口率造成的穿透率下降，進(jìn)而改善顯示面板的亮度及對(duì)比度。而且在像素 設(shè)計(jì)上不需考慮因開(kāi)口率過(guò)小而透過(guò)率下降問(wèn)題。此外，背光模塊亮度也可以下降，電流下 降而功率損耗減低達(dá)到省電功效。而且梯度折射率的膜狀透鏡形成的制程簡(jiǎn)易，只需要鍍 一道膜或者利用集成光學(xué)方法將梯度折射率的膜狀透鏡與玻璃基板整合在一起，不需蝕刻 以及額外平坦層。
藉由以上具體實(shí)施方式
的詳述，是希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而 并非以上述所揭露的具體實(shí)施方式
來(lái)對(duì)本發(fā)明的權(quán)利要求范圍加以限制。相反地，其目的 是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的權(quán) 利要求范圍應(yīng)該根據(jù)上述的說(shuō)明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相 等性的安排。
權(quán)利要求
一種液晶顯示裝置，其特征在于該液晶顯示裝置包括背光模組，具有光出射面；第一基板，該第一基板具有多個(gè)可透光區(qū)；第二基板，與該第一基板相對(duì)設(shè)置，且該第二基板包括第三基板，具有第一表面和第二表面，其中該第一表面和該第二表面相對(duì)設(shè)置，且該第一表面臨近該光出射面；以及具有梯度折射率的透鏡，設(shè)置于該第三基板上，該透鏡為膜狀物，且該透鏡的表面為平面；以及液晶層，設(shè)置于該第一基板與該第二基板之間。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于該透鏡貼附于該第三基板的該第一表面。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于該透鏡貼附于該第三基板的該第二表面。
4.一種液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于該方法包括提供第三基板，該第三基板具有第一表面和第二表面，其中該第一表面和該第二表面 相對(duì)設(shè)置；提供具有梯度折射率的透鏡，其中該透鏡為膜狀物，且該透鏡的表面為平面；以及 將該具有梯度折射率的透鏡貼附于該第三基板上。
5.如權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于該透鏡貼附于該第三基板的第一表面。
6.如權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于該透鏡貼附于該第三基板的第二表面。
7.一種液晶顯示裝置，其特征在于該液晶顯示裝置包括 背光模組，具有光出射面；第一基板，該第一基板具有多個(gè)可透光區(qū)；以及 第二基板，與該第一基板相對(duì)設(shè)置，該第二基板包括具有梯度折射率的第四基板，該第四基板具有第一表面和第二表面，其中該第一表面 和該第二表面相對(duì)設(shè)置，且該第一表面臨近該光出射面。
8.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示裝置，其特征在于該具有梯度折射率的第四基板利用 集成光學(xué)方法形成。
9.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于該集成光學(xué)方法為離子交換法。
10.一種液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于該方法包括 提供基板；以及利用集成光學(xué)方法將該基板與具有梯度折射率的透鏡整合成該具有折射率梯度的第 四基板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置及其制造方法。該液晶顯示裝置包括背光模組、第一基板、第二基板以及液晶層。背光模組具有光出射面；第一基板具有多個(gè)可透光區(qū)，且第一基板與第二基板相對(duì)設(shè)置；第二基板包括第三基板以及具有梯度折射率的透鏡。第三基板具有第一表面和第二表面，其中該第一表面和該第二表面相對(duì)設(shè)置，且該第一表面臨近該光出射面。具有梯度折射率的透鏡設(shè)置于該第三基板上，且該透鏡為膜狀物。液晶層設(shè)置于該第一基板與該第二基板之間。本發(fā)明利用具有梯度折射率的膜狀透鏡將光線導(dǎo)入顯示面板的發(fā)光區(qū)中，改善因開(kāi)口率造成的穿透率下降，并改善顯示面板亮度及對(duì)比度。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK101846846SQ20091013065
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2009年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日
發(fā)明者林敬桓, 柳俐萍, 胡至仁, 邱鐘響 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司