CN105448196A - 一种消隐边框显示装置及显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消隐边框显示装置及显示器，该消隐边框显示装置包括设在显示屏边缘的视线偏移构件，所述显示屏的边缘设有显示边框，所述显示屏包括显示中心区和显示边缘区，所述显示边缘区与所述显示边框相接，所述视线偏移构件包括视线偏移棱镜，该视线偏移棱镜包括第一光学面、第二光学面和第三光学面，所述第三光学面朝向所述显示屏的法向的投影覆盖所述显示边框，所述第二光学面朝向所述显示屏的法向投影位于所述显示边缘区上；本发明通过视线偏移棱镜的三个光学面的折射和反射改变视线路径，将进入显示边框的视线经过视线偏移棱镜的作用落到显示屏的显示区内，使得客观存在的显示边框变得不可见，实现显示边框的视觉消隐。

Description

一种消隐边框显示装置及显示器

技术领域

本发明涉及光电显示领域，具体涉及一种能够消隐显示屏边框的光学结构以及设有该光学结构的显示器。

背景技术

当今，在诸如液晶电视或手机、平板电脑等典型的单屏显示产品中，为了追求外观造型的时尚感，窄边框和超窄边框设计，甚至无边框设计已作为各种显示装置的一种发展趋势和追求方向。

现有显示器的结构一般包括显示屏和设在显示屏的边缘的显示边框，所述显示屏包括显示区和边缘区，显示边框设在显示屏的边缘区上遮挡住边缘区的显示，形成黑边。随着各种平板型大屏幕和超大屏幕显示的日益普及发展，通过多个显示器拼成大屏幕时，显示器之间的显示边框的问题就很突出，大屏幕平板拼接显示的拼缝问题成了影响行业发展的关键问题。因此，如果能够通过技术手段，实现完全的无边框显示，则无论对于大屏幕拼接显示，还是实现各种无边框化的单屏显示，都具有重要意义。

专利CN201210079019.0中披露了一种利用在显示屏上覆盖一片用于实现显示边框的光学消隐的光学构件的方法来实现无边框显示，但是，由于需要覆盖在显示屏上的光学构件的尺寸须不小于显示屏尺寸，且光学构件厚度较大，制作精度要求较高，制作工艺难度较大，导致具有生产制作成本高，显示装置重量较重，以及产品组装和系统安装工艺难度较高等缺点。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术问题提供一种能够在视觉上消隐掉业已存在的显示器显示边框的低成本消隐边框显示装置以及设有该消隐边框显示装置的显示器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种消隐边框显示装置，包括设在显示屏边缘的视线偏移构件，所述显示屏包括显示边框和显示区，所述显示区包括显示中心区和显示边缘区，所述显示边缘区与所述显示边框相接，所述视线偏移构件包括视线偏移棱镜，该视线偏移棱镜包括第一光学面、第二光学面和第三光学面，所述第三光学面朝向所述显示屏的法向的投影覆盖所述显示边框，所述第二光学面朝向所述显示屏的法向投影位于所述显示边缘区上，所述第一光学面朝向所述显示屏的法向投影覆盖所述第二光学面和第三光学面朝向所述显示屏的法向投影，其中，所述第一光学面为全反射面，第二光学面为光折射面或光散射面，第三光学面为反射面或全反射面；通过视线偏移棱镜的三个光学面的折射和反射改变视线路径，将进入显示边框的视线经过视线偏移棱镜的作用落到显示屏的显示区内，使得客观存在的显示边框变得不可见，实现显示边框的视觉消隐。

在本发明中，所述视线偏移棱镜的第二光学面与显示边缘区透明粘接且第三光学面与显示边框相抵接。

在本发明中，所述显示边框与视线偏移棱镜之间设有与第三光学面透明粘接的固定连接件，所述固定连接件与所述显示边框连接且所述固定连接件的侧边与显示边框及显示屏的侧边平齐，所述固定连接件与第三光学面抵接的面为反射面。

在本发明中，所述显示屏的侧边还设有固定连接片，所述固定连接片同时与所述显示屏的侧边以及固定连接件的侧边固定连接。

在本发明中，所述视线偏移棱镜的上方设有光学透明平板，该光学透明平板的尺寸与所述显示边框的外缘匹配；所述光学透明平板的上表面设有光学透明膜贴，该光学透明膜贴的边缘弯折后粘接固定在所述固定连接片的外表面。

在本发明中，所述光学透明平板的下表面与所述显示屏的显示区贴合，该光学透明平板的侧端设有与所述第一光学面相匹配的阶梯状结构，所述阶梯状结构中的竖直面为反射面。

在本发明中，所述第一光学面为曲面、平面或曲面与平面的组合；所述第二光学面为曲面、平面或曲面与平面的组合；所述第三光学面为曲面、平面或曲面与平面的组合。

在本发明中，所述第一光学面和/或第二光学面的表面镀有减反增透光学膜，提高第一光学面和/或第二光学面的光线透射能力。

在本发明中，所述视线偏移棱镜包括第一子棱镜和第二子棱镜，所述第一子棱镜和第二子棱镜之间设有空气隙，所述第一子棱镜设有第一光学面和第四光学面，所述第二子棱镜设有第三光学面和第五光学面，所述第四光学面和第五光学面组成第二光学面。

在本发明中，所述显示屏设有与显示区尺寸相匹配的光学匹配膜，该光学匹配膜的边缘与显示区透明粘接固定，光学匹配膜的非粘接部分与显示屏之间形成空气隙。

在本发明中，所述视线偏移棱镜的第二光学面与光学匹配膜之间设有空气隙。

在本发明中，所述光学匹配膜远离显示屏的一侧表面或者两侧表面为防眩光光学结构。

在本发明中，相邻两个正交连接的视线偏移构件的连接面为倾斜面，两个视线偏移构件的宽度分别为W₁、W₂，倾斜面的倾角为α，两个视线偏移构件的宽度与倾斜面的倾角之间满足α＝arctan(W1/W2)，相邻正交的视线偏移构件通过该倾斜面实现正交拼合安装。

一种显示器，包括至少两个相互拼接的显示屏，所述显示屏设有上述任一结构的消隐边框显示装置，实现显示屏的无缝拼接。

本发明通过采用视线偏移棱镜的三个光学面的配合将本应落到显示边框上的部分观看视线经过视线偏移棱镜的光学作用，使该部分观看视线落到显示区内，即用户只能看到显示区显示的图像，从而使得客观存在的显示边框变得不可见，实现显示边框的视觉消隐。

附图说明

图1为本发明一实施例中的消隐边框显示装置的结构示意图一；

图2为本发明一实施例中的消隐边框显示装置的结构示意图二；

图3为本发明一实施例中的消隐边框显示装置的结构示意图三；

图4为本发明一实施例中的消隐边框显示装置的结构示意图四；

图5为本发明一实施例中的消隐边框显示装置的结构示意图五；

图6为本发明一实施例中的消隐边框显示装置的结构示意图六；

图7为本发明一实施例中的消隐边框显示装置的结构示意图七；

图8为本发明一实施例中的消隐边框显示装置的结构示意图八；

图9为本发明一实施例中的消隐边框显示装置的结构示意图九；

图10为本发明一实施例中的消隐边框显示装置的结构示意图十；

图11为本发明一实施例中的显示器的结构示意图；

其中，L、L₁、L₂、L₃、L₄、L_a为用户视线传播路径。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，以下结合附图及实施例，对本发明的技术方案进行进一步详细说明，显而易见地，下面描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其他的实施例。

参照图1至图11，一种消隐边框显示装置，包括设在显示屏1边缘的视线偏移构件，显示屏1包括显示边框3和显示区，显示屏1的显示区包括显示边缘区11和显示中心区12，显示边缘区11与显示边框3相接，即显示边框3安装固定在与显示边缘区11相接的边缘部分。视线偏移构件包括用于改变光线传播路径的视线偏移棱镜2，该视线偏移棱镜2包括第一光学面21、第二光学面22和第三光学面23，第三光学面23朝向显示屏1的法向的投影覆盖显示边框3，第二光学面22朝向显示屏1的法向投影位于显示边缘区11上，即第二光学面22完全在显示屏1的显示边缘区11的区域内；第一光学面21朝向显示屏1的法向投影覆盖第二光学面22和第三光学面23朝向显示屏1的法向投影。其中，第一光学面21为全反射面，第二光学面22为光折射面或光散射面，第三光学面23为反射面或全反射面；通过视线偏移棱镜2的三个光学面的折射和反射改变视线路径，将进入显示边框3的视线经过视线偏移棱镜2的作用落到显示屏1的显示区内，使得客观存在的显示边框3变得不可见，实现显示边框的视觉消隐。具体的，进入显示边框3区域的光线通过第一光学面21进入视线偏移棱镜2内到达第三光学面23，然后通过第三光学面23的反射后到达第二光学面22，再通过第二光学面22的折射到达显示屏1的显示区内，使得本应落到显示边框3的光线落入显示屏1的显示区内，用户只能看到显示屏1的图像，从而使得客观存在的显示边框3变得不可见，实现显示边框3的视觉消隐。

在一具体实施例中，参照图1至图11，为将视线偏移棱镜2连接固定在显示屏1上同时不干涉光线的传播，视线偏移棱镜2的第二光学面22与显示边缘区11透明粘接且第三光学面23与显示边框3相抵接，借助显示边框3对视线偏移棱镜2进行定位。

在一具体实施例中，参照图6，显示边框3与视线偏移棱镜2之间设有与第三光学面23透明粘接的固定连接件7，固定连接件7与显示边框3连接且固定连接件7的侧边与显示边框3及显示屏1的侧边平齐，并且固定连接件7与第三光学面23抵接的面为反射面。即该固定连接件7设在显示边框3与视线偏移棱镜2之间且外型契合显示边框3与视线偏移棱镜2之间的空隙，从而提高视线偏移棱镜2的结构稳定性。具体的，固定连接件7的倾斜面与视线偏移棱镜2贴合，固定连接件7可采用金属材料或非金属材料制成，若采用金属材料，可采用不锈钢或铝等易于将倾斜面抛光形成反射面的材料，将倾斜面抛光成反射面，若采用非金属材料，则将其倾斜面镀成反射面，视线偏移棱镜2可以直接模压或磨制而成，将处理成反射面的固定连接件7的倾斜面与视线偏移棱镜2的贴合面进行透明粘接，固定连接件7的底面与显示屏1的显示边框3进行强力粘接，以此实现视线偏移棱镜2与显示屏1的固定连接。

在一具体实施例中，参照图7，显示屏1的侧边还设有固定连接片8，固定连接片8同时与显示屏1的侧边以及固定连接件7的侧边固定连接。本实施例的特点在于不采用将固定连接件7底面与显示屏1示边框3粘接的方式，而是采用增加一片固定连接片8，通过固定连接片8，在固定连接件7与显示屏1之间建立连接关系，将固定连接件7的侧面与显示屏1侧面(固定连接件7侧面设计成与显示屏1侧面平齐)以(螺钉固定等)机械固定方式或粘接方式进行连接固定。

在一具体实施例中，参照图8，视线偏移棱镜2的上面设有光学透明平板9，该光学透明平板9的尺寸与显示边框3的外缘匹配；光学透明平板9的上表面设有光学透明膜贴10，该光学透明膜贴10的边缘弯折后粘接固定在固定连接片8的外表面。具体的，在视线偏移棱镜的上方再增加一片与显示屏1平行设置的光学透明平板9，光学透明平板9的尺寸与本发明的消隐边框显示装置的外缘匹配，在光学透明平板9的外表面再透明粘合一片光学透明膜贴10，光学透明膜贴10的尺寸大于光学透明平板9，其超出部分经弯折后粘接于固定连接片8的外表面，以此实现光学透明平板9与消隐边框显示装置的连接固定。本实施例中通过设置光学透明平板9使产品的外表面为完整的平面，可以大大提高产品的外观并有利于给产品增加触控与电子白板等功能。

在一具体实施例中，参照图9，光学透明平板9的下表面与显示屏1的显示区贴合，该光学透明平板9靠近视线偏移棱镜2的侧端设有与第一光学面21相匹配的阶梯状结构，阶梯状结构中的竖直面为反射面。具体的，本实施例通过增加光学透明平板9的厚度，使得光学透明平板9的下表面能直接与显示屏1的显示区贴合，同时，为避免光学透明平板9与视线偏移棱镜2在构造上干涉，将光学透明平板9的端面处理成与第一光学面21匹配的阶梯状结构，并将其阶梯结构的竖直面处理成反射面，参照图9，L为一条倾斜观看视线，由于竖直反射面的设立，L经过竖直反射面的反射后顺利经由视线偏移棱镜2后到达显示屏1的显示区内，而不会由于光学透明平板9端面阶梯结构的局部折射和光学透明平板9的内部全反射而不能达到显示屏1的显示区(如图9中的L_a)，造成观看阴影。本实施例中增加了光学透明平板9的厚度，并使其与显示屏1的显示区直接贴合，消除光学透明平板9与显示屏1之间形成的空腔，降低了产品的生产组装工艺难度，易于实现机械化的产品生产组装。

在一具体实施例中，参照图1至图11，第一光学面21为曲面、平面或曲面与平面的组合；第二光学面22为曲面、平面或曲面与平面的组合；第三光学面23为曲面、平面或曲面与平面的组合。即三个光学面可以根据产品的实际需要灵活选择结构形式，满足产品多样化结构的需要。

在一具体实施例中，参照图4，第一光学面21和/或第二光学面22的表面镀有减反增透光学膜4，提高第一光学面21和/或第二光学面22的光线透射能力。具体的，图4中的L1和L2分别为直接落到显示屏1的显示区和经过视线偏移棱镜2落到显示屏1的显示区的用户观看视线，L1直接到达显示屏1的显示区，L2则要经过“空气→透明介质”和“透明介质→空气”两个空气与透明介质的分界面才能到达显示屏1的显示区，而在每一个分界面上都会产生一定的光线反射损失，这会降低视线偏移棱镜2的光透过率，使得所看到的两部分图像不太一致。因此，在第一光学面21和/或第二光学面22的表面镀以减反增透光学膜4，可以基本消除在两个分界面产生的光线反射，使用户看到的两部分图像趋于一致。

在一具体实施例中，参照图3，视线偏移棱镜2包括第一子棱镜2a和第二子棱镜2b，第一子棱镜2a和第二子棱镜2b之间设有空气隙4a，第一子棱镜2a设有第一光学面21和第四光学面22a，第二子棱镜2b设有第三光学面23和第五光学面22b，第四光学面22a和第五光学面22b组成第二光学面22。如图3所示，本实施例中采用第一子棱镜2a、第二子棱镜2b拼合而成的组合结构，L为一条观看倾角较大的用户观看视线，从第一光学面21进入视线偏移棱镜组后，经过第三光学面23的反射和第一光学面21的全反射，从第二光学面22射出，落到显示屏1的显示区内，即对观看倾角较大的场合也可以完善地视线显示边框3的视觉消隐。但是，如果此处的第二子棱镜2b不存在，则大倾角观看视线L经过第三光学面23反射后，将由于不满足产生全反射的临界角条件，不会在第一光学面21上产生全反射，而是从第一光学面21折射射出，不会落在显示屏1的显示区内(如图3中的La)，亦即此时用户看不到显示图像，会产生观看阴影。因此，本实施例的有益之处在于：可以大大扩大本发明的消隐边框显示装置的最佳可视范围。

在一具体实施例中，参照图5，显示屏1设有与显示区尺寸相匹配的光学匹配膜5，该光学匹配膜5的边缘与显示区透明粘接固定，光学匹配膜5的非粘接部分与显示屏1之间形成空气隙6。优选的，视线偏移棱镜2的第二光学面22与光学匹配膜5之间设有空气隙6。另外，光学匹配膜5远离显示屏1的一侧表面或者两侧表面为防眩光光学结构，防眩光光学结构为本领域技术人员常用的技术，这里不再赘述。

具体的，本实施例是在显示屏1的显示区贴合一片光学匹配膜5(或光学匹配片)，光学匹配膜5采用透明材料制成，尺寸与显示区匹配，可以将上表面或者两侧表面处理成防眩光光学结构，光学匹配膜5的边缘部分(与第二光学面22在显示屏1的显示区法向投影的大小相当的)的下表面与显示区透明粘接固定，非粘接部分的下表面与显示屏1之间形成空气隙6，视线偏移构件的第二光学面22与光学匹配膜5的上表面之间亦形成空气隙6。

图5中的L1和L2分别为经过光学匹配膜5落到显示屏1的显示区和经过视线偏移棱镜落到显示屏1的显示区的观看视线，两者都是先经过一个“空气→透明介质”分界面，再经过一个由透明介质之间形成的空气隙6后到达显示屏1的显示区，因此两者在分界面造成的光线反射程度是相同的，通过这两条途径所看到的显示图像对比度也是一致的，采用本实施例的设计，不用对视线偏移棱镜进行光学镀膜处理，也能达到与上一实施例相同的显示效果。

在一具体实施例中，参照图10，相邻两个正交连接的视线偏移构件的连接面为倾斜面，两个视线偏移构件的宽度分别为W₁、W₂，倾斜面的倾角为α，两个视线偏移构件的宽度与倾斜面的倾角之间满足α＝arctan(W1/W2)，相邻正交的视线偏移构件通过该倾斜面实现正交拼合安装。本实施例适用于构造在相邻两个正交边同时构造消隐边框显示功能的消隐边框显示装置的情况，设与相邻两个正交边对应的视线偏移构件的宽度分别为W1和W2，则需要将条状视线偏移构件的端部加工成一个如图10所示的倾斜面，倾斜面的倾角α＝arctan(W1/W2)，与相邻两个正交边对应的视线偏移构件利用这个倾斜面实现两者的正交拼合安装。

一种显示器，参照图11，该显示器包括至少两个相互拼接的显示屏1，显示屏1设有如图10所记载的消隐边框显示装置，实现显示屏1的无缝拼接。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种消隐边框显示装置，其特征在于，包括设在显示屏边缘的视线偏移构件，所述显示屏包括显示边框和显示区，所述显示区包括显示中心区和显示边缘区，所述显示边缘区与所述显示边框相接，所述视线偏移构件包括视线偏移棱镜，该视线偏移棱镜包括第一光学面、第二光学面和第三光学面，所述第三光学面朝向所述显示屏的法向的投影覆盖所述显示边框，所述第二光学面朝向所述显示屏的法向投影位于所述显示边缘区上，所述第一光学面朝向所述显示屏的法向投影覆盖所述第二光学面和第三光学面朝向所述显示屏的法向投影，其中，所述第一光学面为全反射面，第二光学面为光折射面或光散射面，第三光学面为反射面或全反射面。

2.如权利要求1所述的一种消隐边框显示装置，其特征在于，所述视线偏移棱镜的第二光学面与显示边缘区透明粘接且第三光学面与显示边框相抵接。

3.如权利要求1所述的一种消隐边框显示装置，其特征在于，所述显示边框与视线偏移棱镜之间设有与第三光学面透明粘接的固定连接件，所述固定连接件与所述显示边框连接且所述固定连接件的侧边与显示边框及显示屏的侧边平齐，所述固定连接件与第三光学面抵接的面为反射面。

4.如权利要求3所述的一种消隐边框显示装置，其特征在于，所述视线偏移棱镜的上方设有光学透明平板，该光学透明平板的尺寸与所述显示边框的外缘匹配；

所述光学透明平板的下表面与所述显示屏的显示区贴合，该光学透明平板的侧端设有与所述第一光学面相匹配的阶梯状结构，所述阶梯状结构中的竖直面为反射面。

5.如权利要求1所述的一种消隐边框显示装置，其特征在于，所述第一光学面为曲面、平面或曲面与平面的组合；所述第二光学面为曲面、平面或曲面与平面的组合；所述第三光学面为曲面、平面或曲面与平面的组合。

6.如权利要求1所述的一种消隐边框显示装置，其特征在于，所述第一光学面和/或第二光学面的表面镀有减反增透光学膜，提高第一光学面和/或第二光学面的光线透射能力。

7.如权利要求1所述的一种消隐边框显示装置，其特征在于，所述视线偏移棱镜包括第一子棱镜和第二子棱镜，所述第一子棱镜和第二子棱镜之间设有空气隙，所述第一子棱镜设有第一光学面和第四光学面，所述第二子棱镜设有第三光学面和第五光学面，所述第四光学面和第五光学面组成第二光学面。

8.如权利要求1所述的一种消隐边框显示装置，其特征在于，所述显示屏设有与显示区尺寸相匹配的光学匹配膜，该光学匹配膜的边缘与显示区透明粘接固定，光学匹配膜的非粘接部分与显示屏之间形成空气隙。

9.如权利要求1所述的一种消隐边框显示装置，其特征在于，相邻两个正交连接的视线偏移构件的连接面为倾斜面，两个视线偏移构件的宽度分别为W₁、W₂，倾斜面的倾角为α，两个视线偏移构件的宽度与倾斜面的倾角之间满足α＝arctan(W1/W2)，相邻正交的视线偏移构件通过该倾斜面实现正交拼合安装。

10.一种显示器，其特征在于，包括至少两个相互拼接的显示屏，所述显示屏设有如权利要求9所述的消隐边框显示装置，实现显示屏的无缝拼接。