CN111487813A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种显示装置，包括至少一显示面板、背光模块及第一反射层。显示面板包括第一、第二基板、多个非自发光显示像素、遮光层、第一、第二偏光板。遮光层包括多个遮光部与多个第一开口部。这些遮光部分别环绕这些非自发光显示像素的外轮廓，且这些第一开口部的位置分别对应这些非自发光显示像素的位置。第一、第二基板设于第一、第二偏光板之间。背光模块设置于显示面板下方。第一反射层设置于第二偏光板与背光模块之间。第一反射层包括多个第二开口部，这些第二开口部的位置分别对应于这些非自发光显示像素的位置。

Description

显示装置
技术领域
本发明是有关于一种显示装置。
背景技术
随着科技发展，显示装置被应用于大量的消费性电子产品中。虽现具有单一显示面板的显示装置已可以实现至80吋甚至100吋的大小，但在需要大屏幕显示的场合(如监控室等)仍不能满足用户的需求，通过多个显示装置拼接而成的拼接显示装置应运而生，而如何使得单一式的显示装置或拼接式的显示装置的光学效率提升为业界努力的课题之一。
发明内容
本发明提供一种显示装置，其在单一式或拼接式皆具有良好的光学效率。
在本发明的一实施例中提供一种显示装置，包括至少一显示面板、背光模块以及第一反射层。显示面板包括第一基板、第二基板、多个非自发光显示像素、遮光层、第一偏光板以及第二偏光板。各非自发光显示像素包括至少一非自发光子显示像素。遮光层包括多个遮光部与多个第一开口部。这些遮光部分别环绕这些非自发光显示像素的外轮廓，且这些第一开口部的位置分别对应于这些非自发光显示像素的位置。这些非自发光显示像素与遮光层设置于第一基板与第二基板之间。第一基板与第二基板设置于第一偏光板与第二偏光板之间。背光模块设置于显示面板下方。第一反射层设置于第二偏光板与背光模块之间。第一反射层包括多个第二开口部，这些第二开口部的位置分别对应于这些非自发光显示像素的位置。
在本发明一实施例中，上述的至少一显示面板的数量为多个，这些显示面板共同拼接成一拼接显示面板。
在本发明一实施例中，上述的这些显示面板的该些第一反射层彼此分离。
在本发明一实施例中，上述的这些显示面板的该些第一反射层彼此相连。
在本发明一实施例中，上述的这些显示面板包括彼此相邻的第一显示面板与第二显示面板，邻近于第一显示面板的边缘的非自发光显示像素为一第一非自发光显示像素，邻近于第二显示面板的边缘的非自发光显示像素为一第二非自发光显示像素，在各显示面板中的位于两相邻非自发光显示像素之间的遮光部的宽度与第一非自发光显示像素及第二非自发光显示像素之间的间距实质上相同。
在本发明一实施例中，上述的第一反射层更包括多个反射部，这些反射部的位置分别对应到这些遮光部。
在本发明一实施例中，上述的背光模块更包括：导光板、至少一发光元件以及多个光学膜。导光板具有第一表面、第二表面及入光面。第一表面相对于第二表面，且入光面连接于第一表面与第二表面。至少一发光元件，设置于入光面旁，发光元件用以发出一光束。多个光学膜设置于导光板的相对两侧中的至少其中之一。
在本发明一实施例中，上述的这些光学膜包括增亮膜、扩散膜以及第二反射层。增亮膜、扩散膜设置于导光板的一侧，且增亮膜设置于扩散膜与第二偏光板之间，扩散膜设置于增亮膜与导光板之间。第二反射层设置于导光板的另一侧，且导光板设置于第二反射层与扩散膜之间。
在本发明一实施例中，上述的背光模块用以提供照明光束至显示面板，这些非自发光显示像素接收照明光束后，将照明光束转换成影像光束。
在本发明一实施例中，上述的非自发光显示像素包括第一非自发光子显示像素、第二非自发光子显示像素及第三非自发光子显示像素，且第一至第三非自发光子显示像素接收照明光束后所发出的光束颜色彼此不同。
基于上述，在本发明实施例的显示装置中，第二偏光板与背光模块间设有第一反射层，且第一反射层的开口部(或称第二开口部)对应到非自发光显示像素的位置，通过第一反射层的设置可提升来自背光模块光束由第一反射层的开口部出光的机率，代表进入非自发光显示像素的入光量增加，因此显示装置具有良好的光学效率。
附图说明
图1是本发明一实施例的显示装置的剖面示意图。
图2是显示装置内的第一反射层的上视示意图。
图3A与图3B为显示装置内的不同布局(layout)的剖面示意图。
图4是本发明另一显示装置的上视示意图。
图5A及图5B分别是显示装置中不同显示面板的第一反射层的上视示意图。
其中，附图标记：
2：下偏光板
3：材料层
100：显示装置
110、1101、1102：显示面板
112：第一基板
114：第二基板
116：遮光层
1162：遮光部
1164：第一开口部
1、120：背光模块
122：导光板
124：发光元件
126：光学膜
1262：增亮膜
1264：扩散膜
1266：第二反射层
130、1301、1302：第一反射层
132：反射部
134：第二开口部
B、B1～B3：光束
D：间距
WB：宽度
ES：入光面
FS1：第一侧
IB：照明光束
IMB：影像光束
P：非自发光显示像素
PR1：第一偏光板
PR2：第二偏光板
S1、S2：第一、第二表面
SS2：第二侧
SP：非自发光子显示像素
SP1～SP3：第一至第三非自发光子显示像素
Wb：宽度
Wd：间距
具体实施方式
图1是本发明一实施例的显示装置的剖面示意图。图2是显示装置内的第一反射层的上视示意图。
请参照图1，在本实施例中，显示装置100例如是单一式的显示装置，其包括单一个显示面板110、背光模块120以及第一反射层130。于以下的段落中会详细说明上述元件。
显示面板110具体化为液晶显示面板，其包括第一、第二基板112、114(亦可被称为上、下基板)、多个非自发光显示像素P(仅标示一个为例)、遮光层116及第一、第二偏光板PR1、PR2(亦可称为上、下偏光板)。第一、第二基板112、114例如可为玻璃基板，但并不以此为限。非自发光显示像素P自身不发光而需要借助光源照射方才具有显示功能，其包括至少一非自发光子显示像素SP，其中非自发光子显示像素SP内设有开关元件、液晶层及彩色滤光层，且各非自发光显示像素P包括非自发光子显示像素SP的数量例如为三个，且分别称为第一至第三非自发光子显示像素SP1～SP3，但本发明不以非自发光子显示像素的数量为限。第一至第三非自发光显示子像素SP1～SP3内分别设有红、绿、蓝色彩色滤光层。红色彩色滤光层可使红光穿透并过滤其他色光，绿色彩色滤光层可使绿光穿透并过滤其他色光、蓝色彩色滤光层可使蓝光穿透并过滤其他色光。遮光层116包括多个遮光部1162及多个第一开口部1164，其中遮光部1162(或称黑矩阵、黑色矩阵)是具有遮挡光束功能的元件且这些遮光部1162，第一开口部1164则是可让光束通过。
背光模块120用以提供一照明光束IB至显示面板110，其包括导光板122、至少一发光元件124(于图1中仅示出一个为例)以及多个光学膜126。导光板(Light Guide Plate,LGP)122为在背光模块120中引导光束的传递方向的光学元件，其具有第一、第二表面(亦可分别称为上、下表面)S1、S2以及入光面ES，第一表面S1相对于第二表面S2，入光面ES连接第一、第二表面S1、S2，其中第一、第二表面S1、S2设有多个微结构(未示出)。至少一发光元件124可为发光二极管(Light Emitting Diode,LED)、有机发光二极管(Organic LightEmitting Diode,OLED)、聚合物有机发光二极管(Polymer Light Emitting Diode,PLED)或激光二极管(Laser Diode,LD)等具有发光功能的光学元件，但不以此为限。发光元件124用以发出一光束B。光束B例如以白光为范例，但不限于此。光学膜126泛指具有各种不同光学功能的光学膜层。具体来说，光学膜126包括增亮膜1262及扩散膜1264其中至少一者与第二反射层1266。于其它实施例中，背光模块120可包含至少一发光元件124以及至少一个光学膜126。其中，至少一发光元件124可设于至少一个光学膜126下方。光学膜126可包括增亮膜1262或扩散膜1264其中至少一者与第二反射层1266，则至少一发光元件124位于增亮膜1262或扩散膜1264其中至少一者与第二反射层1266之间。也就是说，光学膜以增亮膜1262为范例，至少一发光元件124位于增亮膜1262与第二反射层1266之间。或者是，光学膜以扩散膜1264为范例，至少一发光元件124位于扩散膜1264与第二反射层1266之间。又或者是，光学膜126以增亮膜1262及扩散膜1264堆叠膜或复合功能膜为范例，至少一发光元件124位于增亮膜1262及扩散膜1264堆叠膜或复合功能膜与第二反射层1266之间。增亮膜1262可为棱镜片(Prism Sheet)或反射式偏光增亮膜(DualBrightness Enhancement Film,DBEF)，其主要功能是偏折光束至正面视角方向，具集光增亮效果。扩散膜1264则可使通过此扩散膜1264的光束扩散(散射)。第二反射层1266具有光反射功能，其材料例如是具有高反射率的金属，但不以此为限。
第一反射层130具有光反射功能，其材料例如是具有高反射率的金属，但不以此为限。请参照图1及图2，第一反射层130具有多个反射部132及多个第二开口部134，其中反射部132是第一反射层130中具有反射功能的部分，第二开口部134则是可让光束通过。
于以下的段落中会详细说明上述各元件之间的配置关系。
请参照图1，这些非自发光显示像素P与遮光层116设置于第一基板与第二基板112、114之间。这些遮光部1162分别环绕这些非自发光显示像素P的外轮廓，且这些第一开口部1164的位置分别对应于这些非自发光显示像素P的位置，即这些非自发光显示像素P分别设置于这些第一开口部1164。第一、第二基板112、114设置于第一、第二偏光板PR1、PR2之间。背光模块120设置于显示面板110下方。第一反射层130设置于第二偏光板PR2与背光模块120之间。第一反射层130的这些反射部132的位置分别对应到这些遮光部1162。这些第二开口部134分别对应于这些非自发光显示像素P的位置，即这些第二开口部134的正投影分别重叠于这些非自发光显示像素P。这些光学膜126可依据不同的光学需求而设置于导光板122的相对两侧的至少其中之一。详细来说，于本实施例中，增亮膜1262、扩散膜1264设置于导光板122的第一侧FS1，增亮膜1262设置于扩散膜1264与第二偏光板PR2之间，扩散膜1264设置于增亮膜1262与导光板122之间。第二反射层1266则设置于导光板122的第二侧SS2。
于以下的段落中会详细说明本实施例的显示装置100的光学效果。
请再参照图1，当背光模块120中的至少一发光元件122发出光束B时，光束B由入光面ES进入导光板122，并在导光板120的第一、第二表面S1、S2之间进行一至多次的全内反射，在进行全内反射的过程中，光束B会被在第一、第二表面S1、S2上的微结构破坏光束全反射行为而出光。为了方便说明，直接由第一表面S1出光的光束标示为B1，而由第二表面S2出光的光束标示为B2。光束B1被第一表面S1上的微结构破坏全反射后而由第一表面S1出光，并被扩散膜1264散射，接着再被增亮膜1262偏折光束至正面视角，出射于背光模块120以作为照明光束IB的一部分。另一方面，光束B2被第二表面S2上的微结构破坏全反射后而由第二表面S2出光，并被第二反射层1266反射后再一次由穿透导光板122、并由第一表面S1出光，后续的光学行为类似于光束B1，于此不再赘述。换言之，第二反射层1266具有回收光束的效果。同样地，光束B2亦作为照明光束IB的一部分。另一方面，在第一表面S2中的部分表面也会有部分光束B3穿透扩散膜1264与增亮膜1262后亦会传递至反射部132，反射部132再将光束B3反射至导光板122或第二反射层1266后，被导光板122或第二反射层1266反射，并由第二开口部134出光，以使对应于第二开口部134的非自发光像素P的位置的出光量增加，进而提升显示装置100的光学效率。
请再参照图1，照明光束IB依序穿透第一反射层130的第二开口部134、第二偏光板PR2、第二基板114并传递至非自发光显示像素P。各非自发光显示像素P内的各非自发光显示子像素SP受相应的开关元件控制而使照明光束IB转换成不同颜色影像光束IMB。影像光束IMB再依序穿透第一基板112、第一偏光板PR1以出射于显示装置100，供用户观赏显示画面。
图3A与图3B为显示装置内的不同布局(layout)的剖面示意图。图3A的布局包括了背光模块1、下偏光板2及材料层3，图3B的布局包括了背光模块1及材料层3，换言之，即图3A的布局含有偏光板，而图3B则无。表三为在图3A与图3B的布局的各种组合的亮度表现，其中表三中的“背光模块1设有DBEF”字段是指背光模块1包括反射式偏光增亮膜，而“背光模块1不设有DBEF”字段则是指背光模块1不包括反射式偏光增亮膜。“黑纸”字段的意思是材料层3包括黑纸，而“第一反射层”字段的意思是材料层3包括如同图2所示的第一反射层130。“增益”字段是指材料层采用第一反射层的亮度与材料层采用黑纸的亮度比值(无单位)，即材料层采用第一反射层的亮度/材料层采用黑纸的亮度。
表三
Figure BDA0002478790730000081
承上述表三可知，相较采用黑纸的设计，在不同的布局下，采用了本实施例的第一反射层130，可使亮度大幅地提升，且其效果相较于采用黑纸的效果为佳。
请再参照图1，承上述，在本实施例的显示装置100中，由于在第二偏光板PR2与背光模块120间设置有第一反射层130，且第一反射层130的第二开口部134对应于这些非自发光显示像素P的位置，当部分光束B3由导光板120的第一表面S1中出光时，光束B3中的至少部分会被反射部132再一次反射回背光模块120，而再经由背光模块120内的光学作用(反射、折射)后再由第二开口部134出光。由于第二开口部134的位置对应于非自发光显示像素P的位置，若由第二开口部134的出光量增加，代表进入非自发光显示像素P的入光量增加，亦可以提升显示装置100的光学效率。
反观来说，倘若不设有第一反射层130，则光束B3中的至少部分会传递至遮光部1162，而被遮光部吸收1162。换言之，本实施例的显示装置100通过第一反射层130的设置以增加光束传递至第二开口部134的机率，而尽量避免传递至这些遮光部1162，以使整体的光学效率增加。
此外，制造上述显示装置100的方法有以下几种作法。第一种作法是：先提供显示面板110，并在显示面板110的第二偏光板PR2上以印刷的方式印刷出第一反射层130，接着再将设有第一反射层130的显示面板110贴合至背光模块120上。第二种作法是：先提供背光模块120，并在背光模块120的增亮膜1262上以印刷的方式印刷出第一反射层130，接着再将显示面板110贴合至设有第一反射层130的背光模块120上。第三种作法是：先制作第一反射层130，再将第一反射层130夹置于显示面板110与背光模块120之间，本发明并不以上述的方法为限。
在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的部分内容，省略了相同技术内容的说明，关于相同的元件名称可以参考前述实施例的部分内容，下述实施例不再重复赘述。
图4是本发明另一显示装置的上视示意图。图5A及图5B分别是显示装置中不同显示面板的第一反射层的上视示意图。
请参照图4、图5A与图5B，图4的显示装置100a大致上类似于图1的显示装置，其主要差异在于：图4的显示装置100a为拼接式显示装置，其例如是借由多个如同图1的显示面板110共同拼接起来的。于图4中，例如以两个显示面板1101(或称第一显示面板)、1102(或称第二显示面板)进行拼接为例，但不以此为限，其中显示面板1101、1102分别对应具有的第一反射层标示为1301、1302。在显示面板1101、1102中，邻近于显示面板1101的边缘ED1的非自发光显示像素P称为第一非自发光显示像素P1，邻近于显示面板1102的边缘ED2的非自发光显示像素P称为第二非自发光显示像素P2，其中边缘ED1对向于边缘ED2。在各显示面板110中的位于两相邻的非自发光显示像素P之间的遮光部1162的宽度Wb与第一非自发光显示像素P1及第二非自发光显示像素P2之间的间距Wd实质上相同。通过此设计，当使用者在观看图4的拼接式显示装置100a时，在视觉上较不容易感受到间距Wd的存在。
请参照图5A及图5B，这些显示面板1101、1102分别具有的第一反射层1301、1302亦可采取不同的布局方式。请参照图5B，在一布局方式中，这些显示面板1101、1102的第一反射层1301、1302彼此相连。请参照图5A，在另一布局方式中，这些显示面板1101、1102的第一反射层1301、1302彼此分离，本发明并不以此为限。
综上所述，在本发明实施例显示装置中，由于第二偏光板与背光模块间设置有第一反射层，且第一反射层的第二开口部对应于这些非自发光显示像素的位置，当部分光束由第一表面中对应于第一反射层的部分表面出光时，光束中的至少部分会被第一反射层再一次反射回背光模块，而可再经由背光模块内的光学作用(反射、折射)后再由第二开口部出光。由于第二开口部的位置对应于非自发光显示像素的位置，若由第二开口部的出光量增加，亦可以提升非自发光显示像素的入光量，以提升显示装置的光学效率。
进一步来说，由于单一式显示装置的光学效率可通过第一反射层的设置以进一步提升，当将本实施例的显示装置拼接成一拼接式的显示装置时，亦可以具有良好的光学效率。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
至少一显示面板，该显示面板包括：
一第一基板；
一第二基板；
多个非自发光显示像素，各该非自发光显示像素包括至少一非自发光子显示像素；
一遮光层，包括多个遮光部与多个第一开口部，该些遮光部分别环绕该些非自发光显示像素的外轮廓，且该些第一开口部的位置分别对应于该些非自发光显示像素的位置，
其中该些非自发光显示像素与该遮光层设置于该第一基板与该第二基板之间；
一第一偏光板；以及
一第二偏光板，其中该第一基板与该第二基板设置于该第一偏光板与该第二偏光板之间；一背光模块，设置于该显示面板下方；以及
一第一反射层，设置于该第二偏光板与该背光模块之间，其中该第一反射层包括多个第二开口部，该些第二开口部的位置分别对应于该些非自发光显示像素的位置。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中该至少一显示面板的数量为多个，该些显示面板共同拼接成一拼接显示面板。
3.如权利要求2所述的显示装置，其中该些显示面板的该些第一反射层彼此分离。
4.如权利要求2所述的显示装置，其中该些显示面板的该些第一反射层彼此相连。
5.如权利要求2所述的显示装置，其中该些显示面板包括彼此相邻的一第一显示面板与一第二显示面板，邻近于该第一显示面板的边缘的该非自发光显示像素为一第一非自发光显示像素，邻近于该第二显示面板的边缘的该非自发光显示像素为一第二非自发光显示像素，在各该显示面板中的位于两相邻该非自发光显示像素之间的该遮光部的宽度与该第一非自发光显示像素及该第二非自发光显示像素之间的间距实质上相同。
6.如权利要求1所述的显示装置，其中该第一反射层更包括多个反射部，该些反射部的位置分别对应到该些遮光部。
7.如权利要求1所述的显示装置，其中该背光模块更包括：
一导光板，具有一第一表面、一第二表面及一入光面，该第一表面相对于该第二表面，且该入光面连接于该第一表面与该第二表面；
至少一发光元件，设置于该入光面旁，该发光元件用以发出一光束；以及
多个光学膜，设置于该导光板的相对两侧中的至少其中之一。
8.如权利要求7所述的显示装置，其中该些光学膜包括一增亮膜、一扩散膜以及一第二反射层，其中，
该增亮膜、该扩散膜设置于该导光板的一侧，且该增亮膜设置于该扩散膜与该第二偏光板之间，该扩散膜设置于该增亮膜与该导光板之间，
该第二反射层设置于该导光板的另一侧，且该导光板设置于该第二反射层与该扩散膜之间。
9.如权利要求1所述的显示装置，其中该背光模块用以提供一照明光束至该显示面板，该些非自发光显示像素接收该照明光束后，将该照明光束转换成一影像光束。
10.如权利要求9所述的显示装置，其中该非自发光显示像素包括一第一非自发光子显示像素、一第二非自发光子显示像素及一第三非自发光子显示像素，且该第一至该第三非自发光子显示像素接收该照明光束后所发出的光束颜色彼此不同。
11.如权利要求1所述的显示装置，其中该背光模块包括：
至少一个光学膜，设置于该显示面板下方；
至少一发光元件，用以发出一光束至该至少一个光学膜。
12.如权利要求11所述的显示装置，其中至少一光学膜包括一增亮膜及一扩散膜其中至少一者以及一第二反射层，其中，该至少一发光元件位于增亮膜及扩散膜其中至少一者与第二反射层之间。
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