[发明专利]显示装置

说明书

技术领域

本发明是有关于一种广视角显示装置，特别是有关于一种利用光学绕射现象来改善可视范围的广视角显示装置。

背景技术

随着薄膜晶体管制作技术快速的进步，液晶显示装置由于具备了轻薄、省电、无辐射线等优点，而大量的应用于电视机、个人数字助理器、笔记型计算机、数字相机、摄录像机、行动电话等各式电子产品中。然而，由于液晶显示装置是一非自发光的显示器，因此，一般需利用背光源来产生光线，并使其穿透扩散膜、增亮膜等光学膜层，来形成一均匀的平面光射入液晶显示面板，藉以呈现影像。扭转向列型(Twisted Nematic；TN)或超扭转向列型(Super Twisted Nematic；STN)为常用的液晶显示器之一。这类液晶显示器虽然具有价格上的优势，但其可视角却较一般广视角液晶显示器(例如：  多区域垂直配向(Multi-domain Vertical Alignment；MVA)液晶显示器、平面内切换液晶显示器(In-Plane Switching；IPS)、边缘电场切换(Fringe field Switching；FFS)液晶显示器等等)来得小。

所谓的可视角是指显示器在某视角范围以内，其影像质量仍能保持一定的水平。例如，就一般桌上型液晶显示器而言，主要的观赏视角为正视角，故对设计者而言，因为液晶分子的不同排列会造成不同的光学效果，所以会以正视角为主要考虑来设计显示器。于是当观察者从液晶显示器的侧视角来观赏影像时，便会察觉到影像的色彩及亮度与正视观赏时不同，而且会随着视角变大而差异更大。常用的液晶显示器中，其中以TN型的上述情况为最甚。

请参照图1，其是绘示扭转型(Twisted Nematic；TN)液晶显示器10的液晶层12的结构示意图。TN液晶显示器10包含液晶层12、上配向板14以及下配向板16，其中下配向板16较靠近背光源。液晶层12包含顶层液晶分子12a和底层液晶分子12b。上配向板14和下配向板16是用以将液晶层12中的液晶分子配向，以将顶层液晶分子12a和底层液晶分子12b配置成扭转型结构，并使其具有一预倾角，其中具有预倾角的液晶分子远离配向板的一端可称为头端，另一端可称为尾端。例如，上配向板14是将上层液晶分子12a配向并使其具有预倾角。又例如，下配向板16是将底层液晶分子12b配向并使其具有预倾角。而配向板14和16的配向方向不相互平行，如此位于其间的液晶分子-会被连续地扭转，构成扭转型液晶结构，其中液晶的扭转角度可定义为从底层液晶分子头端经由中间层液晶连续地扭转至上层液晶分子尾端的角度。

另外，值得一提的是，对一般的扭转型(Twisted Nematic；TN)液晶显示器而言，从底层液晶分子12b的头端，经由中间层液晶连续地扭转至上层液晶分子的尾端，此视角范围的光学特性不佳故在使用上常定义为观察者的下视角方向.当然，也可依应用需求，将上述视角不好的范围，定义成观察者的某视角方向。

就未加任何视角补偿机制的TN液晶显示器而言，通常，从液晶显示器的侧视角所观察的影像会有对比度严重降低(下降到10以下)、灰阶反转程度以及色偏等问题。为解决TN液晶显示器视角上的问题，可加上补偿膜来改善侧视角成像质量，例如，富士胶卷(Fujifilm)公司所研发的广视角补偿膜(Fuji wide view film，简称WV film)即为现行常用的TN补偿膜。但是，现今大部份的广视角显示补偿膜技术大都用于提高对比及灭少色偏，对于TN液晶显示器严重灰阶反转的改善仍不足。故TN液晶显示器目前仍不归类于广视角的显示器。

因此，需要一种新的显示装置，其可同时改善对比度、灰阶反转、伽玛曲线(gamma curve)变异以及色偏等等与亮度、色度相关的影像质量问题。尤其当使用于TN液晶显示器时，除了改良后可当广视角液晶显示器使用之外，相较于市售常用的液晶显示器，更有反应速度上或是成本上的优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显示装置，其不但具有优良的视角均匀性，更具有低成本的优势。

为了达到上述的目的，本发明是一种显示装置，包含：

一显示器，用以显示一影像，其中当一使用者于一第一视角范围观察该影像时，可观察到一第一观察影像，而当该使用者于一第二视角范围观察该影像时，可观察到一第二观察影像；以及

一绕射光学组件(Diffractive Optical Element；DOE)，设置于该显示器的出光方向上，用以将构成该第一观察影像的光线绕射至该第二视角范围，以使该第一观察影像转变为一第三观察影像，同时使该第二观察影像转变为一第四观察影像。