CN116339005A - 显示装置 - Google Patents

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李荣华
陈世豪
张春勇
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Hongtong Technology Xiamen Co ltd
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Abstract

一种显示装置，包含显示单元与光学补偿膜。显示单元包含一上偏光片。光学补偿膜位在上偏光片面对外在环境的一侧，光学补偿膜包含一线片光片。其中线偏光片与上偏光片的轴向角度差绝对值在0°至10°的范围。通过这样的设计，可使得可视区与遮蔽区之间的界线变得不明显，达到显示装置一体黑的效果。

Description

显示装置
技术领域
本揭露是有关于一种显示装置，尤其是一种遮蔽区与可视区具有相近反射率的显示装置。
背景技术
现有液晶显示装置的可视区与遮蔽区通常具有明显的界线，其原因在于可视区的反射率与遮蔽区的反射率差异较大，导致显示装置光源关闭或未启动时的外观不佳。
在现有改善方法中，虽然可透过降低光学胶的穿透率而使得可视区的反射率降低，却会导致可视区的亮度降低。在另一方法中，虽然可透过调整遮蔽区的油墨颜色等方式改善外观，或许可以使得遮蔽区与可视区颜色一致，但无法调出视觉上的质感，并且遮蔽区有可能会因调色而变成灰色，然而CIELAB色彩空间(CIELAB color space)数据L,a,b得出的可视区与遮蔽区色差数值仍显示此方法无法克服上述问题。
有鉴于此，如何提供一种可以降低可视区与遮蔽区反射率差异，使得可视区与遮蔽区界线不明显的显示装置，仍是目前业界亟需研究的目标之一。
发明内容
本揭露的一技术态样为一种显示装置，包含显示单元与光学补偿膜。显示单元包含一上偏光片。光学补偿膜位在上偏光片面对外在环境的一侧，光学补偿膜包含一线片光片。其中线偏光片与上偏光片的轴向角度差绝对值在0°至10°的范围。
在本揭露一实施例中，线偏光片与上偏光片的轴向角度差绝对值在0°至5°的范围。
在本揭露一实施例中，显示装置包含有一可视区与一遮蔽区，可视区与遮蔽区的一色差值小于1。
在本揭露一实施例中，当显示装置未开启时，可视区的反射率减去遮蔽区的反射率的差的绝对值小于1％。
在本揭露一实施例中，线偏光片的遮光率为21％以下。
在本揭露一实施例中，线偏光片的遮光率为10％以下。
在本揭露一实施例中，光学补偿膜包含一相位延迟膜。
在上述实施例中，本揭露的显示装置可通过光学补偿膜降低可视区的反射率，并降低可视区与遮蔽区的色差。通过这样的设计，可使得可视区与遮蔽区之间的界线变得不明显，达到显示装置一体黑的效果，借以美化显示装置的背光模关闭或未启动时的外观。
附图说明
图1为根据本揭露一实施例的显示装置的上视图；
图2沿着图1的线段2-2的剖面图；
图3A为图1的显示单元的剖面图；
图3B为根据本揭露另一实施例的显示单元的剖面图；
图3C为根据本揭露另一实施例的显示单元的剖面图；
图4A为图2的显示装置的局部侧视图；
图4B为根据本揭露另一实施例的显示装置的局部侧视图；
图5为塑料薄膜裁切示意图；
图6为线偏光片与上偏光片共轴示意图。
【符号说明】
100,100a:显示装置
1000:可视区
1001:遮蔽区
110:盖板
112:表面处理层
120,120a:光学补偿膜
122:线偏光片
1220:第一长边
1221:第二短边
124:相位延迟膜
126:光学胶层
130,130a,130b:显示单元
131:下偏光片
132:上偏光片
1320:第三长边
1321:第四短边
133:薄膜晶体管阵列基板
134:液晶层
135:滤光层
136:玻璃基板
138:感测层
140,142,144:光学胶层
150:背光模块
200:塑料薄膜
300:刀具
θ:裁切角度
具体实施方式
以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。且为了清楚起见，附图中的层和区域的厚度可能被夸大，并且在附图的描述中相同的元件符号表示相同的元件。
图1为根据本揭露一实施例的显示装置100的上视图。显示装置100包含有至少一可视区1000与一遮蔽区1001。于本实施例中，可视区1000为两个，遮蔽区1001是区隔二可视区1000。但本揭露不以此为限。在其他实施例中，可视区1000可为三个或以上，遮蔽区1001是区隔各可视区1000。
图2沿着图1的线段2-2的剖面图。显示装置100包含盖板110、光学补偿膜120、显示单元130、以及背光模块150。
如图2所示，光学补偿膜120位在盖板110与显示单元130之间。光学补偿膜120透过光学胶层140粘合至盖板110。显示单元130透过光学胶层142粘合至光学补偿膜120。在本实施例中，盖板110为曲面盖板，显示装置100可为折叠式显示装置或曲面显示装置。为了方便说明，衔接两个可视区1000的外壳等机构于图2中省略。光学补偿膜120可为线偏光片或圆偏光片。圆偏光片为线偏光片与相位延迟膜(Retardation Film)的组合。相位延迟膜124可为1/4λ相位延迟膜(1/4λRetardation Film)。光学补偿膜120为半透明。
显示装置100可具有表面处理层112。表面处理层112位在盖板110背对光学补偿膜120的表面上。在一些实施例中，表面处理层112例如为抗反射膜(Anti-Reflection)。在一些实施例中，表面处理层112例如为抗指纹膜(Anti-Fingerprint)。在一些实施例中，表面处理层112例如为抗眩光膜(Anti-Glare)。在一些实施例中，表面处理层112可为上述任两者或三者的组合。表面处理层112是透过蒸镀、溅镀或贴合方式设置于盖板110背对光学补偿膜120的表面上。
显示单元130可为in-cell显示单元、on-cell显示单元或out-cell显示单元。其详细结构会配合图3A至图3C于后续说明。
图3A为图1的显示单元130的剖面图。显示单元130包含下偏光片131、上偏光片132、薄膜晶体管阵列基板133、液晶层134、滤光层135、玻璃基板136以及感测层138。在本实施例中，显示单元130为in-cell显示单元。感测层138位在薄膜晶体管阵列基板133与液晶层134之间，且玻璃基板136为虚设玻璃基板(dummy glass)。下偏光片131与上偏光片132具有相互垂直的偏振方向。下偏光片131、上偏光片132、薄膜晶体管阵列基板133、液晶层134、滤光层135以及玻璃基板136是可选择性透过光学胶层(图中未示)组合，于此不再赘述。
图3B为根据本揭露另一实施例的显示单元130a的剖面图。在本实施例中，显示单元130a为on-cell显示单元。感测层138设置在玻璃基板136与上偏光片132之间。
图3C为根据本揭露另一实施例的显示单元130b的剖面图。在本实施例中，显示单元130b为out-cell显示单元。感测层138透过另一光学胶层144贴合至上偏光片132上。于另一实施例中，可将感测层138替换为无任何线路的玻璃基板(或称虚设玻璃基板(dummyglass))。或者一玻璃基板(图中未示)透过光学胶层144贴合至上偏光片132上，再将感测层138设于(或透过粘着层或光学胶层贴合于)玻璃基板。
图4A为图2的显示装置100的局部侧视图。在本实施例中，光学补偿膜120为圆偏光片。光学胶层126粘合线偏光片122与相位延迟膜124。线偏光片122位在光学胶层126与盖板110之间。光学补偿膜120透过光学胶层142粘合至显示单元130。换另一种方式论述，光学补偿膜120设于显示单元130的上偏光片132面对外在环境的一侧。
举例来说，当上偏光片132、线偏光片122或圆偏光片由供应商贩售给制造商时，上偏光片132、线偏光片122或圆偏光片是呈一卷，因上偏光片132、线偏光片122或圆偏光片为塑料薄膜，而塑料薄膜于生产过程中会有拉伸制程，所以塑料薄膜于横向与纵向方向分别被拉伸，横向又称TD(Transverse Direction，以下简称TD)，纵向又称MD(MachineDirection)，因上偏光片132、线偏光片122或圆偏光片为光学薄膜，所以可能会产生有一夹角，该夹角为0°或以上，其是依据各厂商的制造工艺与制造材料的特性而有所不同。
图5为一塑料薄膜200裁切示意图。于此塑料薄膜200是泛指任何光学薄膜，举例而言如圆偏光片、上偏光片、下偏光片或线偏光片，但不限制。若供应商所提供的塑料薄膜200具有一夹角，当塑料薄膜200放置于裁切机台时，并且所裁切的塑料薄膜200具有一预设角度，裁切机台的刀具300会相对于塑料薄膜200的基准方向转动一裁切角度θ。该基准方向是依据塑料薄膜200放置于裁切机台的设置位置而定，所以基准方向可为TD或MD方向。该裁切角度θ为该预设角度加上前述的夹角。所以裁切后的塑料薄膜200的角度为该预设角度。举例而言，若要得到一经裁切后且有45°的塑料薄膜200，该裁切角度θ为45°加上前述的夹角。
塑料薄膜200或经裁切后的塑料薄膜200(泛指任何光学薄膜)的角度的测量是使用吸收轴测量仪、全幅宽光学膜轴向量测仪或偏光板轴向量测仪等对塑料薄膜200进行角度量测。角度量测方式为将欲量测的塑料薄膜200放置于一旋转平台，一光源模块提供一测试光线，测试光线穿透塑料薄膜200与旋转平台，并被一光感测接收模块所接收，光感测接收模块将所接收的信息传递给一控制模块，借以使得控制模块得出塑料薄膜200的角度。
图6为线偏光片122与上偏光片132共轴示意图。同时参照图2、图3A与图4A，在本实施例中，线偏光片122与上偏光片132大致上共轴，并在线偏光片122与上偏光片132的共轴角度在-5°至+5°的范围，仍可得到上偏光片132可予许的遮蔽率。
举例而言，假若经裁切后的塑料薄膜分别为线偏光片122与上偏光片132，且该预设角度为45°。线偏光片122包含有至少一第一长边1220与至少一第二短边1221，第一长边1220是垂直于第二短边1221。上偏光片132包含有至少一第三长边1320与至少一第四短边1321，第三长边1320是垂直于第四短边1321。所以当线偏光片122设于上偏光片132时，线偏光片122的第一长边1220对齐上偏光片132的第三长边1320，线偏光片122的第二短边1221对齐上偏光片132的第四短边1321，借以使得线偏光片122与上偏光片132共轴，因此线偏光片122与上偏光片132之间的共轴角度可为0°，然如上所述，塑料薄膜本身的夹角、裁切角度或制程中的误差，而使前述的共轴角度有可能不为0°。
举例而言，若当线偏光片122与上偏光片132共轴时，线偏光片122相对于上偏光片132顺时针所转动的角度为正角度，逆时针所转动的角度为负角度。具体来说，线偏光片122与上偏光片132的轴向角度差绝对值在0°至5°的范围中。在此条件下，如图2与图4A所示，当背光模块150开启时，背光模块150所提供的光线是依序通过显示单元130(于此是可泛指图3A至图3C的显示单元130、130a、130b，但不限制)，而后该光线再依序通过上偏光片132与线偏光片122。光线于通过前述的显示单元130、上偏光片132与线偏光片122可能会有损耗，但该损耗非本发明所要讨论的内容，于此不多做赘述。
若超过轴向角度差绝对值在0°至5°的范围时，当背光模块150开启时，来自背光模块150的光会无法通光或仅少部分通过线偏光片122，而使光强度降低。如下的表一为线偏光片122与上偏光片132的角度变化所产生的遮蔽率。当线偏光片122与上偏光片132之间的共轴角度为0°，经过数次至数十次实验所测得的透光率为0％至3％，其是表示于显示背光模块150开启时，光强度处于最佳或较强状态。当线偏光片122与上偏光片132之间的共轴角度，以绝对值后5°开始递增，光强度降低。如前所述，消费性显示装置于开启状态时，于线偏光片122面对外在环境的一侧所量测得遮蔽率需要达到10％以下方为合格产品。如表一所示，当线偏光片122与上偏光片132于共轴，并且线偏光片122与上偏光片132的轴向角度差绝对值在0°至5°的范围时，线偏光片122的遮蔽率在10％以下，所以可为消费性显示产品所接受。而当轴向角度差绝对值超过5°后，线偏光片122的遮蔽率在10％以上，所以可能不为消费性显示产品所接受。但有可能部分消费性显示产品因使用需求会要求线偏光片122的遮蔽率在21％以下。
角度变化绝对值(°) 0 5 10 15
遮蔽率(％) 0～3 7～9 19～21 33～35
表一、线偏光片与上偏光片的角度变化所产生的遮蔽率
同时参照图1、图2与图4A。当来自外界的非偏振光线L通过线偏光片122后形成线偏振光。通过线偏光片122后的光线L通过相位延迟膜124后产生具有四分之一波长的相位差的偏振光，并构成圆偏振光。具体来说，偏振光具有145°±10°或140°±10°的相位差。光有波粒二相性，讨论相位时可把光当作电磁波，并将一定频率的光视为同样频率的正弦曲线，在正弦函数中可将此视为光波的相位，而两个光波的相位求差的结果就是相位差。当圆偏振光通过显示装置100中的反射介质(例如反射片，图中未示)后形成反向的圆偏振光(例如左旋变成右旋)，因此当反射后的圆偏振光再次通过相位延迟膜124可形成与线偏光片122的光轴方向相反的线偏振光。如此一来，光线L无法通过线偏光片122，借此降低可视区1000的反射率。借此，可使得可视区1000与遮蔽区1001之间的界线变得不明显，以美化显示装置100的背光模块150关闭时的外观。
图4B为根据本揭露另一实施例的显示装置100a的局部侧视图。显示装置100a与显示装置100大致相同，其差别在于显示装置100a的光学补偿膜120a的排列方向与光学补偿膜120的堆叠方向相反。换句话说，光学补偿膜120a的相位延迟膜124位在光学胶层126与盖板110之间。显示装置100a具有与显示装置100相似的技术功效，于此不再赘述。
如下的表二为色差数据。色差(ΔE)的数值越高，色彩离真实色调越远。完美色彩的色差数值为零，尽管这无法透过人眼察觉。最小可察觉色差在1至2.5之间。若色差值小于1，则一般的人类观察者几乎无法察觉。如表二所示，根据色彩差异公式
Figure BDA0003427217520000081
得出的色差ΔE数值可看出无光学补偿膜的显示装置(编号1～3)的色差大约在10上下，其表示无光学补偿膜的显示装置可视区1000与遮蔽区1001之间的界线非常明显，并可被一般人类观察者所察觉。有光学补偿膜的显示装置(编号4～6)的色差ΔE数值可降低至小于1，故无法被一般人类观察者所察觉。由此可知，本揭露的显示装置可使得可视区1000与遮蔽区1001之间的界线变得不明显，所以可以达到一体黑的效果，借以美化显示装置的背光模块关闭时的外观。
Figure BDA0003427217520000082
表二、色差数据
如下的表三为无光学补偿膜的显示装置与有光学补偿膜的显示装置的反射率数据。于反射率测试时是使用柯尼卡美达能(Konica Minolta)的CM-700D分光测色计进行测试。测试样品为真实成品，且于测试样品上进行多点测试，再将测试结果予以平均而得其平均值，该平均值为测试所得数据。因显示装置的盖板表面具有光学膜层，如上所述的抗反射膜、抗指纹膜或抗眩光膜等，该光学膜层于较高波长(700纳米或以上)或较低波长(400纳米或以下)的可见光测试时会影响测试结果，因此700纳米或以上与400纳米或以下这两个区间就不进行测试。
如图1所示，测试方式为在可视区1000是以等距或等面积方式区分出5个测试点，然后测得测试点于测试波长的反射率。若遮蔽区1001为非矩形时或不规则形状时，则于遮蔽区1001以等距方式选出8个测试点测试其反射率。假若遮蔽区1001为矩形时，遮蔽区1001是可分为长边与短点，则分别长边与短边的对角位置或相对位置处选出8个测试点测试其反射率。
如表三所示，无光学补偿膜的显示装置与具有光学补偿膜的显示装置于未启动的状态下进行反射率量测。表三以可见光波长450纳米至650纳米的多个样品的可视区反射率与遮蔽区反射率。表三的无光学补偿膜的显示装置(编号1～3)于可见光波长450纳米至650纳米进行反射率量测时，无光学补偿膜的显示装置的可视区与遮蔽区有明显的反射率差异。于本发明的较佳观察区间为500纳米至600纳米之间。表三的1VA表示编号1的可视区，1NA表示编号1的遮蔽区，|1VA-1NA|表示编号1的可视区的反射率减去遮蔽区的反射率的差值的绝对值，同理，其余表格亦表示不同编号的可视区、遮蔽区与差值的绝对值。如表三所示，无光学补偿膜的显示装置的可视区与遮蔽区的反射率差值绝对值的绝对值在1.07％～1.68％之间。有光学补偿膜的反射率差值绝对值的绝对值可接受的范围为小于1％，经测量后结果为0.01％～0.06％之间。
Figure BDA0003427217520000091
表三、无光学补偿膜的显示装置与具有光学补偿膜的显示装置100的反射率数据。
综上所述，本揭露的显示装置可通过光学补偿膜降低可视区的反射率，而使可视区的反射率实质相等于遮蔽区的反射率，并降低可视区与遮蔽区的色差。通过这样的设计，可使得可视区与遮蔽区之间的界线变得不明显，以达到显示装置的屏一体黑的效果，借以美化显示装置的背光模块关闭时的外观。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种显示装置，其特征在于，包含：
一显示单元，包含一上偏光片；以及
一光学补偿膜，位在该上偏光片面对外在环境的一侧，该光学补偿膜包含一线偏光片；
其中该线偏光片与该上偏光片的轴向角度差绝对值在0°至10°的范围。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该线偏光片与该上偏光片的轴向角度差绝对值在0°至5°的范围。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，该显示装置包含有一可视区与一遮蔽区，该可视区与该遮蔽区的一色差值小于1。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，当该显示装置未开启时，该可视区的反射率减去该遮蔽区的反射率的差的绝对值小于1％。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，该线偏光片的遮光率为21％以下。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，该线偏光片的遮光率为10％以下。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该光学补偿膜包含一相位延迟膜。
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