CN108983447A - 显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种显示设备，其特征在于，包括：一显示面板；一第一导光板；以及设置于该第一导光板的第一入射面的一第一光源。其中，该第一导光板设置于该显示面板之下并包括：一第一底部层；一第一顶部层，设置于该第一底部层之上；以及多个第一光散射单元，设置于该第一底部层和该第一顶部层之间的一第一界面。所述第一光散射单元各自具有一第一表面和一第二表面，该第一表面位于该第一界面，该第一表面和该第二表面之间各自具有一第一夹角，该第一夹角介于30°至60°之间。

Description

显示设备

技术领域

本发明是关于一种显示设备，特别是关于一种显示设备，其具有光散射单元，以达成广视角或窄视角的目的。

背景技术

随者显示设备的技术进步，显示面板朝向更多功能、更轻薄的方向发展。薄膜显示器，例如液晶显示面板，已取代阴极射线管而成为主导市场的显示设备。薄膜显示器的应用广泛，多数日常电子产品均使用显示面板，例如移动电话、笔记本电脑、摄影机、照相机、播音器、行动导航、电视等。

此外，出于隐私考虑，个人信息对于安全性极为重要。有时用户会希望隐藏图片，使旁人无法看到；有时用户则希望与旁人共享图片。因此，切换视角成为一种达成前述需求的方法。

因此，有必要提供可切换视角的显示设备。

发明内容

本发明的显示设备包括：一显示面板；一第一导光板；和设置于该第一导光板的第一入射面的一第一光源。其中，该第一导光板设置于该显示面板之下并包括：一第一底部层；一第一顶部层，设置于该第一底部层之上；以及多个第一光散射单元，设置于该第一底部层和该第一顶部层之间的一第一界面。所述第一光散射单元各自具有一第一表面和一第二表面，该第一表面位于该第一界面，该第一表面和该第二表面之间各自具有一第一夹角，该第一夹角介于30°至60°之间。

依据本发明的显示设备的一些实施例，该第一导光板具有双层结构。多个第一光散射单元设置于该双层间的第一界面，且所述第一光散射单元各自具有第一夹角。若调整第一夹角，则可改变显示设备的视角。因此，可达成广视角或窄视角的目的。

本发明其他新颖特征于下文详述之，并参照附图，以详细说明本发明。

附图说明

图1为本发明实施例1的显示设备的剖面图。

图2A和2B为本发明实施例1的第一导光板和第二导光板的剖面图。

图3A至3E为本发明实施例1的第一光散射单元的示意图。

图4A至4C为本发明实施例1的第一导光板的俯视图。

图4D至4F为本发明一实施例的第一光散射单元的俯视图。

图5A至5C为图3A的光散射单元的仿真结果图。

图6为本发明实施例2的显示设备的剖面图。

图7为本发明实施例3的显示设备的剖面图。

图8为本发明实施例4的显示设备的剖面图。

图9为本发明实施例5的显示设备的剖面图。

图10为本发明实施例6的显示设备的剖面图。

图11为图9的背光模块的侦测结果。

【附图中本公开实施例主要元件符号说明】

1 显示面板

11 第一偏光板

12 第一基板

13 显示介质层

14 第二基板

15 第二偏光板

2 第一导光板

21 第一底部层

22 第一顶部层

23 第一光散射单元

23a 第一部分

23b 第二部分

23c 第三部分

231 第一表面

232 第二表面

24 第一入射面

25 第一入射面的相对侧

26 第三入射面

3 第二导光板

3’ 第三导光板

31 第二底部层

32 第二顶部层

33 第二光散射单元

331 第三表面

332 第四表面

34 第二入射面

4 第一光源

41 第三光源

5 第二光源

6 反射单元

7 光控膜

71 光阻挡组件

81 反向棱镜

82 散射膜

A1，A1a，A1b，A1c 第一夹角

A2 第二夹角

B 夹角

C 中心

d 最大距离

P 中点

R 半径

rA 弧度

R1 第一区

R2 第二区

具体实施方式

以下参照图式说明本发明的实施方式，以明确阐释前述和其他技术内容、特征、和功效。通过特定实施例的说明，本领域的技术人员可进一步明了本发明采取的技术手段和功效，以达成前述揭露目的。另，本说明书所揭露的技术可为本领域的技术人员理解并且实施，在不悖离本发明概念的前提下，任何实质相同的变更或改良均可被权利要求所涵盖。

此外，本说明书和权利要求所提及的序数，例如”第一”、”第二”等，仅用于说明主张的组件；而非意指、或表示主张的组件具有任何执行次序，亦非于一主张的组件和另一主张的组件之间的次序、或制成方法的步骤次序。所述序数的使用仅用来使具有某命名的一请求组件得以和另一具有相同命名的请求组件能作出清楚区分。

此外，本说明书和权利要求所提及的位置，例如”之上”、”上”、或”上方”，可指直接与另一基板或膜接触，或可指非直接与另一基板或膜接触。

再者，本说明书和权利要求所提及的位置，例如”之下”、”下”、或”下方”，可指直接与另一基板或膜接触，或可指非直接与另一基板或膜接触。

实施例1

图1为本实施例的显示设备的剖面图。本实施例的显示设备包括：一显示面板1；和一第一导光板2，设置于显示面板1之下，其中第一导光板2可为透明。此外，本实施例的显示设备进一步包括：一第二导光板3，设置于第一导光板2之下；一第一光源4，设置于第一导光板2的第一入射面24；一第二光源5，设置于第二导光板3的第二入射面34；以及一反射单元6，设置于第二导光板3之下。第一导光板2和第二导光板3设置于反射单元6和显示面板1之间。第一光源4和第二光源5可各自为LED光源。反射单元6可为银色或白色反射片。但本发明不限于此。

于此，显示面板1为液晶显示面板，包括：一第一基板12；一第二基板14，与第一基板12相对；一显示介质层13，设置于第一基板12和第二基板14之间，其中显示介质层13为液晶层；一第一偏光板11，设置于第一基板12之下；以及一第二偏光板15，设置于第二基板14之上。第一基板12和第二基板14可使用玻璃、塑料、可挠性材料、或薄膜制备；但本发明不限于此。若第一基板12和第二基板14为塑料材料、可挠性材料、或薄膜，则本实施例的显示设备可为可挠性显示设备。

本实施例中，第一导光板2和第二导光板3各自具有双层结构。图2A为本实施例的第一导光板和第二导光板的剖面图。如图2A所示，第一导光板2包括：一第一底部层21；一第一顶部层22，设置于第一底部层21之上；以及多个第一光散射单元23，设置于第一顶部层21和第一顶部层22之间的第一界面。第一光散射单元23可嵌入第一顶部层22中。第一光散射单元23各自具有一第一表面231和一第二表面232，第一表面231位于第一界面，第二表面232可嵌入第一顶部层22中。第一表面231可平行于该显示面板1。第二表面232连接至第一表面231，并且面对显示面板1。第一表面231和第二表面232之间各自具有第一夹角A1，并且各第一夹角A1介于30°至60°之间。

于部分实施例，第一光散射单元23可具有至少两种不同夹角。例如，如图2A所示，第一光散射单元23可具有三种不同夹角。具体而言，第一光散射单元23包括多个第一部分23a；多个第二部分23b；和多个第三部分23c。第一部分23a、第二部分23b、和第三部分23c具有不同夹角。例如，第一部分23a的第一夹角A1a大于第二部分23b的第一夹角A1b。第二部分23b的第一夹角A1b大于第三部分23c的第一夹角A1c。第一部分23a的第一夹角A1a和第二部分23b的第一夹角A1b之间的角度差，以及第二部分23b的第一夹角A1b和第三部分23c的第一夹角A1c之间的角度差，可介于5°至25°，例如，5°至10°、5°至15°、10°至20°、或10°至25°之间。由于第一光散射单元23包括具有不同夹角的不同部分，不同部分所引导的光线可分布得较广。因此，可达成广视角的目的。

于部分实施例中，如图2B所示，第一光散射单元23可具有两种不同夹角。具体而言，第一光散射单元23包括多个第一部分23a以及多个第二部分23b，其具有不同夹角。第一部分23a的第一夹角A1a和第二部分23b的第一夹角A1b之间的角度差，可介于5°至30°，例如，5°至25°、5°至10°、5°至15°、10°至20°、或10°至25°。由于第一光散射单元23包括具有不同夹角的不同部分，不同部分所引导的光线可分布得较广。因此，可达成广视角的目的。

进一步地，如图2A和图2B所示，自第一导光板2发出的第一光线具有第一视角，自第二导光板3发出的第二光线具有第二视角，第一视角可大于第二视角。

此外，参照图2A，第二导光板3包括：一第二底部层31；一第二顶部层32，设置于第二底部层31之上；和多个第二光散射单元33，设置于第二底部层31和第二顶部层32之间的第二界面。第二光散射单元33可嵌入第二顶部层32中。第二光散射单元33各自具有一第三表面331和一第四表面332，第三表面331位于第二界面，以及第四表面332嵌入第二顶部层32中。第二表面331和第四表面331之间各自具有第二夹角A2，第二夹角A2各自介于40°至50°之间，各第二夹角A2之间的差异在2°之内。于部分实施例，各第二夹角A2之间的差异在1°之内。由于第二光散射单元33具有较小差异的各夹角，第二光散射单元所引导的光线可分布得较窄。因此，可达成窄视角的目的。

第一导光板2和第二导光板3的制备材料以及方法相似。于此，第一导光板2的制备材料以及方法揭露于下文，针对第二导光板3则不赘述。

于本实施例，第一光散射单元23可为气泡。在此情况下，可先在第一顶部层22中形成气泡。例如，可使用蚀刻方法在第一顶部层22的表面上形成多个凹陷。接着，将有多个凹陷的第一顶部层22与第一底部层21组合，如此，可在多个凹陷中形成多个气泡，而得到具有多个气泡23(第一光散射单元)的第一导光板2。但，本实施例的第一光散射单元23不限于气泡，亦可使用其他材料制备。例如，可在凹陷中填入其他材料(例如塑料)。依据一些实施例，第一光散射单元23的折射率，可不同于第一顶部层22以及第一底部层21的折射率。依据一些实施例，第一光散射单元23的折射率可小于第一顶部层22与第一底部层21的折射率。依据其他实施例，第一光散射单元23亦可嵌入第一底部层21中。

如图2A所示，当第一导光板2和第二导光板3各自具有前述双层结构时，自第一光源4和第二光源5的光源可分别照射进入第一导光板2和第二导光板3，再穿过第一导光板2和第二导光板3并且反射，例如为全反射。特别是，当光源发出的光线遇到第一光散射单元23和第二光散射单元33，由于光行进方向可通过第一光散射单元23和第二光散射单元33而改变，几乎所有光线可自第一导光板2和第二导光板3的顶面射出，并且仅有极少部分或是无任何光线往第一导光板2和第二导光板3的底面射出。因此，于本发明一实施例中，由于几乎所有光线可自第一导光板2和该二导光板3的顶面射出并且进入显示面板1，显示设备可不需要设置图1所示的反射单元6。

图2A所示，第一光散射单元23和第二光散射单元33的剖面为三角形。在此情况下，几乎所有光线可自第一导光板2和第二导光板3的顶面射出。于本实施例，第一光散射单元23和第二光散射单元33的形状并无特别限制，仅需第一光散射单元23和第二光散射单元33的剖面为三角形即可。于此，图3A至3E揭露不同类型可应用于本实施例的显示设备的光散射单元。第一光散射单元和第二光散射单元的结构、形状、和大小相似，差异仅在于第一夹角的角度(其可介于30°至60°)和第二夹角的角度(其可介于40°至50°)。故，于此仅说明第一光散射单元的结构、形状、和大小，针对第二光散射单元则不再赘述。

本实施例中，第一光散射单元23可具有弧形外观(如图3A所示)、三棱镜形(如图3B和3C所示)、或部分柱状外观(如图3D和3E所示)。第一光散射单元23具有第一表面231和第二表面232。若第一光散射单元23为弧形如图3A所示，或为三棱镜形如图3B和3C所示，第一表面231和第二表面232之间形成第一夹角A1，该第一夹角A1介于30°至60°。若第一光散射单元23为部分柱状如图3D和3E所示，第一夹角A1则由第一表面231和一切面232(第二表面)所定义。切面232连接至第一表面231并且面对显示面板1。

另，如图3A至3E所示，介于第一表面231和第二表面232之间的最大距离d可介于4微米(μm)至10μm，例如介于4μm至8μm。如图3A所示，若第一光散射单元23为弧形，弧形的半径R可介于5μm至15μm，弧形的弧度rA可介于45°至180°，例如，介于45°至160°、45°至140°、45°至120°、或45°至100°之间。如图3B至3E所示，若第一光散射单元23为三棱镜形或部分柱状，三棱镜形或部分柱状沿长度方向的长度L可介于5μm至30μm，例如，介于5μm至25μm，或5μm至20μm。

于本实施例，第一光散射单元于第一导光板中的分布密度、和第二光散射单元于第二导光板中的分布密度并无特别限制。于此，用语”分布密度”是指以第一/第二导光板测量区域的面积为基准，第一/第二光散射单元的总面积所占的百分比。第一光散射单元于第一导光板中的分布密度与第二光散射单元于第二导光板中的分布密度相似。故，于此仅针对第一导光板说明，针对第二导光板则不赘述。

图4A至4C揭露本实施例的第一导光板的俯视图。如图4A至4C所示，本实施例的显示设备包括：一第一光源4，设置于第一导光板2的第一入射面24。第一光散射单元23的分布密度，可自靠近第一入射面24一侧往远离第一入射面24的相对侧25而渐增。于一实施例，第一光散射单元23的分布密度于靠近第一入射面24一侧为5％，而往远离第一入射面24的相对侧25渐增至60％。此外，第一光散射单元23的分布密度无特别限制，其分布可为对称或非对称。

于本实施例，第一导光板中第一光散射单元的配置、以及第二导光板中第二光散射单元的配置并无特别限制。第一导光板中第一光散射单元的配置、以及第二导光板中第二光散射单元的配置相似。故，于此仅针对第一导光板说明，针对第二导光板则不赘述。

如图4A至4C所示，第一光源4沿第一方向(以虚线表示)发光，第二方向(以实线表示)则定义为自弧形(第一光散射单元23)中点P往弧形(第一光散射单元23)中心C的方向，第一方向(以虚线表示)和第二方向(以实线表示)之间的夹角B可为-45°至45°。例如，如图4A所示，第一方向(以虚线表示)和第二方向(以实线表示)之间的夹角B全为0°。于图4B中，第一方向(以虚线表示)和第二方向(以实线表示)之间的夹角B全为45°。于图4C中，第一方向(以虚线表示)和第二方向(以实线表示)之间的夹角B为0°、45、和-°45°。但，本发明不限于图4A至4C的态样。于此，用语”中点”指称俯视时该弧形的一侧的中间点。

图4D至4F为本发明的实施例的第一光散射单元的俯视图。于部分实施例中，如图3B所示的第一光散射单元可弯曲以形成弯曲结构(弧形)，其俯视图揭露于图4D、4E、或4F。相似地，揭露于图3C、3D、和3E的第一光散射单元之一可独立地弯曲以形成弯曲结构，其俯视图揭露于图4D、4E、或4F。

图5A至5C揭露光散射单元的仿真结果图，其中使用图3A揭露的光散射单元，最大距离d为5μm；半径R为15μm；以及弧度rA为60°。光散射单元的第一夹角A1为40°、45°、和50°，其仿真结果分别显示于图5A、5B、和5C。所述结果显示，可通过调整光散射单元的第一夹角A1而控制光线的角度。特别是，当第一夹角A1为45°时，可达成窄视角的背光。此外，当第一导光板使用具有不同第一夹角的第一光散射单元时，最终视角则为具有不同第一夹角的这些第一光散射单元所得到视角的平均值。因此，通过控制第一/第二导光板中第一/第二光散射单元的第一/第二夹角，可控制光线分布。

因此，如图2A和2B所示，第一导光板2中，第一光散射单元23具有至少两个不同部分23a、23b，且有不同的第一夹角A1，第一夹角A1介于30°至60°，以达成广视角的目的。第二导光板3中，第二光散射单元33具有相近的第二夹角A2，第二夹角A2介于40°至50°，以达成窄视角的目的。

如图1和2A所示，当第一光源4开启而第二光源5关闭，背光的光线分布依据第一导光板2，所以可获得广视角的正常模式。当第一光源4关闭而第二光源5开启，背光的光线分布依据第二导光板3，所以可获得窄视角的私人模式。当第一光源4和第二光源5均开启，可获得适合于户外使用的明亮模式。如同图2A的显示设备，图2B的显示设备具有相似功效和功能，为简化起见而省略相关说明。

实施例2

图6为本实施例的显示设备的剖面图。本实施例的显示设备与实施例1的显示设备相似，差异在于，本实施例中透明的第二导光板3设置于第一导光板2之上，以及第一光源4设置于第二光源5之下。

实施例3

图7为本实施例的显示设备的剖面图。本实施例的显示设备与实施例1的显示设备相似，差异在于，本实施例另包括一光控膜7，且光控膜7设置于第一导光板2和第二导光板3之间。于此，光控膜7包括多个光阻挡组件71。因此，自第二导光板3射出的光线进入光控膜7时，光阻挡组件71可阻挡非预期行进方向的光，只有预期的方向的光可照射进入第一导光板2。本实施例的显示设备中，第二导光板3用于实现窄视角。通过同时使用光控膜7和第二导光板3，可更进一步改善窄视角的功效。

实施例4

图8为本实施例的显示设备的剖面图。本实施例的显示设备与实施例1的显示设备相似，其差异说明如下。

于实施例1，如图1所示，第二导光板3用于实现窄视角。于本实施例，如图8所示，一第三导光板3’用于取代第二导光板。因此，本实施例的显示设备包括：一第三导光板3’，设置于第一导光板2之下，其中第三导光板3’具有单层结构。于此，第三导光板3’可为具有多个棱镜形成于其上并且面对显示面板1的导光板。进一步地，本实施例中，显示设备可进一步包括：一反向棱镜膜81和一散射膜82，其中反向棱镜膜81设置于第三导光板3’之上，散射膜82设置于反向棱镜膜81之上，并且第一导光板2设置于散射膜82之上。

实施例5

图9为本实施例的显示设备的剖面图。本实施例的显示设备与实施例4的显示设备相似，其差异在于，本实施例另包括一光控膜7，该光控膜7设置于该第一导光板2和该散射膜82之间。该光控膜7的结构和功能与实施例3所述的光控膜7相似，于此不再赘述。

实施例6

图10为本实施例的显示设备的剖面图。本实施例的显示设备与实施例3的显示设备相似，其差异说明如下。

本实施例中，显示设备具有第一区R1和第二区R2。第一导光板2设置于第一区R1和第二区R2。第二导光板3仅设置于第一区R1，但不设置于第二区R2。此外，光控膜7设置于第一区R1，但不设置于第二区R2。反射单元6设置于第一区R1和第二区R2。此外，本实施例的显示设备可另外包括一第三光源41，设置于一第三入射面26，该第三入射面26为相对于第一导光板2的第一入射面24的另一面。图10所示的显示设备可应用于汽车显示器。例如，第一区R1可为驾驶者的显示区，第二区R2可为乘客的显示区。

本实施例中，当第一光源4和第三光源41开启而第二光源5关闭，则在第一区R1的使用者和在第二区R2的用户都可在显示面板1上看见相同的影像。当第一光源4关闭而第三光源41和第二光源5开启，则在第一区R1的使用者和在第二区R2的用户可在显示面板1上看见不同的影像。例如，驾驶和乘客可看见不同影像，故可达成双视角。因此，本实施例的显示设备适合用于汽车。

于此，本实施例以实施例3的显示设备例示。实施例1、2、4至6的显示设备亦可应用于本实施例，只要该第一导光板2设置于该第一区R1和该第二区R2，并且该第二导光板3设置于该第一区R1而不设置于该第二区R2即可。

测试例

本测试例使用图9的背光模块，但不包括显示面板；其测试结果揭露于图11。

当第一光源4开启而该第二光源5关闭，可得到广亮度分布的正常模式。当该第一光源4关闭而该第二光源5开启，可得到窄亮度分布的私人模式，其中视角介于-15°至15°。当该第一光源4和该第二光源5均开启，法线方向上的亮度则可加倍。

其他实施例

前述本发明的任何实施例的显示设备可结合至触控面板，形成触控显示设备。进一步地，前述本发明的任何实施例的显示设备或触控显示设备可用于任何已知需要显示屏幕的电子装置，例如显示器、移动电话、笔记本电脑、摄影机、照相机、播音器、行动导航、电视等任何显示图像的电子装置。

虽于本说明书中，本发明以前述实施例揭露，但在不悖离本发明概念和权利要求范围的前提下，均可进行任何变更或改良。

Claims (10)

1.一种显示设备，其特征在于，包括：

一显示面板；

一第一导光板；以及

一第一光源，设置于该第一导光板的一第一入射面；

其中，该第一导光板设置于该显示面板之下，并且包括：

一第一底部层；

一第一顶部层，设置于该第一底部层之上；以及

多个第一光散射单元，设置于该第一底部层和该第一顶部层之间的一第一界面，其中所述第一光散射单元各自具有一第一表面和一第二表面，所述第一表面位于该第一界面，所述第一表面和所述第二表面之间各自具有一第一夹角，各所述第一夹角介于30°至60°之间。

2.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述第一光散射单元各自为弧形、棱镜形、或部分柱状。

3.根据权利要求2所述的显示设备，其特征在于，该弧形的半径介于5至15μm之间，且该弧形的弧度介于45°至180°之间。

4.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述第一光散射单元的折射率不同于该第一顶部层以及该第一底部层的折射率。

5.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述第一光散射单元为气泡。

6.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述第一光散射单元嵌入该第一顶部层中，且该第二表面嵌入该第一顶部层中。

7.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述第一光散射单元包括第一部分和第二部分，其中该第一部分的该第一夹角和该第二部分的该第一夹角之间的角度差介于5°至30°之间。

8.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该显示设备进一步包括：一第二导光板，设置于该第一导光板之上或之下；以及一第二光源，设置于该第二导光板的一第二入射面，其中自该第一导光板发出的一第一光线具有一第一视角，自该第二导光板发出的一第二光线具有一第二视角，该第一视角大于该第二视角。

9.根据权利要求8所述的显示设备，其特征在于，该显示设备具有一第一区和一第二区，该第一导光板设置于该第一区和该第二区，以及该第二导光板设置于该第一区。

10.根据权利要求8所述的显示设备，其特征在于，该第二导光板包括：

一第二底部层；

一第二顶部层，设置于该第二底部层之上；以及

多个第二光散射单元，设置于该第二底部层和该第二顶部层之间的一第二界面，其中所述第二光散射单元各自具有一第三表面和一第四表面，所述第三表面位于该第二界面，所述第三表面和所述第四表面之间各自具有一第二夹角，各所述第二夹角介于40°至50°之间，并且各所述第二夹角之间的差异在2°之内。