TWI546568B - 頭戴式電子裝置及其顯示器 - Google Patents

Description

頭戴式電子裝置及其顯示器

本揭露是有關於一種顯示器，且特別是有關於一種應用於頭戴式電子裝置的顯示器。

近年來，顯示面板技術的發展逐漸成熟，而其應用也日益廣泛。舉凡電視、桌上型電腦搭配之顯示器、筆記型電腦、平板電腦、手機、乃至於新興的穿戴式電子裝置等，都採用顯示面板來作為輸出資訊的顯示介面。

以頭戴式顯示器為例，一般採用眼罩或頭盔的形式，將顯示面板貼近使用者的眼睛，而在離眼睛極短的距離內顯示影像資訊。由於顯示面板極為接近眼睛，因此顯示面板上的畫素區隔更為明顯。換言之，如圖1所示，當顯示面板100顯示一圖案102時，顯示畫面上由畫素邊緣110形成的網格效應(screen-door effect)會更為明顯。特別是，當顯示面板存在黑矩陣(black matrix,BM)或線路時，此問題更形嚴重。

本揭露提供一種頭戴式電子裝置的顯示器，可減緩顯示畫面的網格效應，而能提升顯示品質。

當頭戴式電子裝置被裝配於一使用者的一頭部時，本揭露提出的顯示器適於在頭戴式電子裝置與使用者的頭部共同構成的一空間內對該使用者顯示一影像資訊。所述顯示器包括一顯示面板以及一光調整元件，其中顯示面板具有一顯示區，用以顯示所述影像資訊。光調整元件配置於顯示區，用以改變顯示面板發射的一光線的行進方向，以減緩網格效應。

本揭露提供一種應用前述顯示器的頭戴式電子裝置，可藉由提升顯示品質帶給使用者良好的視覺效果。

本揭露的頭戴式電子裝置包括一支架(holder)以及前述顯示器。所述支架適於裝配於使用者的頭部，以與使用者的頭部共同構成所述空間。所述顯示器配置於支架上，適於在空間內對使用者顯示影像資訊。

在一實施例中，所述光調整元件包括一擴散片，配置於顯示區。

在一實施例中，所述顯示器更包括一黏著層，位於擴散片與顯示區之間，並且覆蓋全部的顯示區，以將擴散片貼合於顯示區。

在一實施例中，所述黏著層為半固化膠。

在一實施例中，所述擴散片包括一透明基材以及散佈於 透明基材內的多個擴散粒子(diffusion beads)。

在一實施例中，所述光調整元件包括多個稜鏡結構，配置於顯示區。

在一實施例中，所述顯示面板為液晶顯示面板(liquid crystal display panel)或有機發光二極體(organic light emitting diode)顯示面板。

基於上述，本揭露在顯示面板的顯示區上設置光調整元件，其例如是擴散片或稜鏡結構等，使得顯示面板所發射的光線在到達使用者的眼睛之前會先通過光調整元件。如此，藉由光調整元件來改變光線的行進方向，例如，所述光線可能被光調整元件折射、散射或反射而到達使用者的眼睛，以減緩畫素結構所造成的網格效應，進而提升顯示器的顯示品質。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧使用者頭部

12‧‧‧使用者眼睛

100‧‧‧顯示面板

102‧‧‧圖案

110‧‧‧畫素邊緣

200‧‧‧頭戴式電子裝置

202‧‧‧圖案

210‧‧‧支架

220‧‧‧顯示器

300‧‧‧顯示面板

400‧‧‧擴散片

410‧‧‧透明基材

420‧‧‧擴散粒子

500‧‧‧黏著層

600‧‧‧滾輪

700‧‧‧顯示面板

702‧‧‧黑矩陣

712、714、716‧‧‧畫素

720‧‧‧稜鏡結構

L‧‧‧光線

D‧‧‧顯示區

S‧‧‧空間

A-A’‧‧‧剖面線

圖1是習知之一種顯示面板在顯示圖像資訊的示意圖。

圖2A繪示依照本揭露之一實施例的一種頭戴式電子裝置。

圖2B繪示圖2A之頭戴式電子裝置的另一視圖。

圖2C為圖2A之頭戴式電子裝置被裝配於使用者頭部的示意圖。

圖3繪示圖2B之顯示器的具體結構。

圖4繪示圖3之顯示器顯示圖像資訊時，配置有擴散片與未配置擴散片的比較示意圖。

圖5A與5B分別繪示將擴散片全面貼合於顯示面板的做法。

圖6繪示依照本揭露之一實施例的擴散片。

圖7A繪示依照本揭露之另一實施例的顯示器。

圖7B為圖7A之顯示器沿A-A’線的剖面圖。

圖2A繪示依照本揭露之一實施例的一種頭戴式電子裝置。圖2B繪示圖2A之頭戴式電子裝置的另一視圖。圖2C為圖2A之頭戴式電子裝置被裝配於使用者頭部的示意圖。如圖2A~2C所示，本實施例的頭戴式電子裝置200包括支架210以及顯示器220，其中支架210為任何可能的型態，用以承載顯示器220，並固定於使用者頭部10。支架210可能的型態為眼罩、頭盔或任何可固定於使用者頭部10的設計。此外，本實施例的支架210被裝配於使用者頭部10時，頭戴式電子裝置200與使用者頭部10會共同構成空間S。外界光線將不容易穿過空間S而進入使用者的眼睛而影響使用者觀看顯示器220所顯示的影像資訊。如果空間S能夠為封閉空間，且外界光線無法進入此空間S，此顯示器220將可提供使用者良好的視覺效果。此時，顯示器220的顯示區D與使用者的眼睛12會同時位於空間S內。使用者可透過眼睛12 直接觀看顯示器220的顯示區D所顯示的影像資訊。

圖3進一步繪示顯示器220的具體結構。請同時參考圖2A~2C與圖3，本實施例的顯示器220包括顯示面板300以及光調整元件(例如是擴散片400)，其中顯示面板300提供顯示區D，用以顯示影像資訊。此外，作為光調整元件的擴散片400配置於顯示區D上，因此，顯示面板300顯示影像資訊時所發射的光線會通過擴散片400，並且被擴散片400折射或散射後到達使用者的眼睛12。換言之，使用者的眼睛12不會(或不容易)見到畫素邊緣(如黑矩陣或線路)等不發光的區域。如此一來，藉由光線折射或散射的效果，可以減緩顯示面板300在顯示影像資訊時由畫素邊緣所造成的網格效應。

圖4繪示本實施例之顯示器220顯示圖案202時，配置有擴散片400與未配置擴散片400的比較示意圖。如圖4所示，顯示器220左半側為配置有擴散片400的顯示效果，顯示器220右半側為未配置擴散片400的顯示效果，其中配置有擴散片400的顯示器220左半側所產生的網格效應將被擴散片400所減緩，從而顯示器220所顯示的圖案202比較沒有網格影像。

如圖3所示，本實施例的顯示面板300例如是液晶顯示面板或有機發光二極體顯示面板等。此外，擴散片400例如是藉由黏著層500貼附於顯示面板300上，其中黏著層500覆蓋全部的顯示區D，使得擴散片400全面貼合於顯示區D。所述黏著層500可為光學膠(optically clear adhesive,OCA)等半固化膠，或水膠 (liquid glue)等其他透明膠體。

圖5A與5B分別繪示藉由黏著層500將擴散片400全面貼合於顯示面板300的顯示區D的兩種做法。如圖5A所示，可以先將黏著層500形成於顯示面板300上，之後將擴散片400放置於黏著層500上，再以滾輪600壓合擴散片400與顯示面板300。或者，如圖5B所示，將顯示面板300以及帶有黏著層500的擴散片400共同置於真空環境中，以使顯示面板300與擴散片400藉由黏著層500相互貼合。

應注意的是，如圖3所示，採用半固化的黏著層500有助於維持擴散片400與顯示面板300的顯示區D之間的間隙，使得擴散片400與顯示面板300之間的相對位置可以被精準控制，以得到較佳的光折射或散射效果。此外，由於黏著層500填滿擴散片400與顯示面板300的顯示區D之間的間隙，因此可以減少光線在不同介面間傳遞時因折射或反射所造成的耗損。更具體而言，對照擴散片400與顯示面板300之間為空氣間隙的設計，本實施例選用折射率介於空氣與顯示面板300(或擴散片400)之間的黏著層500，因此有助於降低光線在介面間的折射與反射，減少光線的耗損。一般而言，相較於擴散片400與顯示面板300之間為空氣間隙的設計，本實施例採用光學膠做為黏著層500時，顯示器220的整體顯示亮度可以提升8%以上。

當然，在其他實施例中，若不貼合擴散片400與顯示面板300，也同樣能達到減緩網格效應的效果。

另外，圖6繪示本實施例的擴散片400，其包括透明基材410以及散佈於透明基材410內的多個擴散粒子420。所述擴散粒子420的折射率不同於透明基材410的折射率。

當然，本揭露不限制光調整元件可能的型態。舉凡能產生光線折射、散射、反射等效應，而改變光線行進方向的光學元件(如稜鏡、透鏡、反射鏡等)，皆可在合理的範圍內被作為光調整元件，以提供相同或類似的效果。舉例而言，其他實施例也可以選擇在透明基材上製作微結構或稜鏡結構等來取代擴散片400。

圖7A繪示依照本揭露之另一實施例的顯示器。圖7B為圖7A之顯示器沿A-A’線的剖面圖。如圖7A與7B所示，本揭露還可用稜鏡結構來取代前述實施例的擴散片400。更具體而言，本實施例的顯示面板700具有藉由黑矩陣702定義多個不同顏色的畫素712、714、716等。本實施例選擇在顯示面板700的表面製作多個稜鏡結構720，且各稜鏡結構720的位置分別對應畫素712、714、716，使得畫素712、714、716發出的光線L可以穿過相應的稜鏡結構720後，到達使用者的眼睛12(如圖2C所示)。換言之，藉由光線折射的效果，使用者的眼睛12不會(或不容易)見到畫素邊緣(如黑矩陣或線路)等不發光的區域。如此一來，可以減緩顯示面板700在顯示影像資訊時由畫素邊緣所造成的網格效應。

綜上所述，本發明所提出的頭戴式電子裝置藉由在顯示面板的顯示區上設置例如擴散片或稜鏡結構等光調整元件，使得顯示面板所發射的光線在到達使用者的眼睛之前會先通過光調整 元件，用以改變光線的行進方向。當頭戴式電子裝置被裝配於使用者的頭部時，顯示器在頭戴式電子裝置與使用者的頭部共同構成的空間內對使用者顯示影像資訊。在沒有外界光線進入與干擾的環境下，顯示面板所顯示的影像資訊會透過光調整元件傳達到使用者的眼睛。因此，藉由光調整元件提供的折射、散射、反射等光學效果，能減緩畫素邊緣造成的網格效應，進而提升使用者觀看到的影像資訊的品質。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧使用者頭部

12‧‧‧使用者眼睛

200‧‧‧頭戴式電子裝置

210‧‧‧支架

220‧‧‧顯示器

D‧‧‧顯示區

S‧‧‧空間

Claims (14)

1. 一種頭戴式電子裝置的顯示器，適於當該頭戴式電子裝置被配戴於一使用者的一頭部時，在該頭戴式電子裝置與該使用者的頭部共同構成的一空間內對該使用者顯示一影像資訊，該顯示器包括：一顯示面板，具有一顯示區，用以顯示該影像資訊，且該使用者可透過眼睛直接觀看該影像資訊；以及一光調整元件，配置於該顯示區，該光調整元件包括一擴散片或多個稜鏡結構，其中該光調整元件改變該顯示面板發射的一光線的行進方向，以減緩網格效應。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器，更包括一黏著層，位於該擴散片與該顯示區之間，並且覆蓋全部的該顯示區，以將該擴散片貼合於該顯示區。
3. 如申請專利範圍第2項所述之顯示器，其中該黏著層為半固化膠。
4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器，其中該擴散片包括一透明基材以及散佈於該透明基材內的多個擴散粒子。
5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器，其中該些稜鏡結構分別對應於該顯示面板上的多個畫素，各該畫素所發出的一光線穿過相對應的該稜鏡結構。
6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器，其中該顯示面板為液晶顯示面板或有機發光二極體顯示面板。
7. 一種頭戴式電子裝置，包括：一支架，適於裝配於一使用者的一頭部，以與該使用者的頭部共同構成一空間；一顯示器，配置於該支架上，適於在該空間內對該使用者顯示一影像資訊，該顯示器包括：一顯示面板，具有一顯示區，用以顯示該影像資訊，且該使用者可透過眼睛直接觀看該影像資訊；以及一光調整元件，配置於該顯示區，該光調整元件包括一擴散片或多個稜鏡結構，其中該光調整元件改變該顯示面板發射的一光線的行進方向，以減緩網格效應。
8. 如申請專利範圍第7項所述之頭戴式電子裝置，其中該顯示器更包括一黏著層，位於該擴散片與該顯示區之間，並且覆蓋全部的該顯示區，以將該擴散片貼合於該顯示區。
9. 如申請專利範圍第8項所述之頭戴式電子裝置，其中該黏著層為半固化膠。
10. 如申請專利範圍第7項所述之頭戴式電子裝置，其中該擴散片包括一透明基材以及散佈於該透明基材內的多個擴散粒子。
11. 如申請專利範圍第7項所述之頭戴式電子裝置，其中該些稜鏡結構分別對應於該顯示面板上的多個畫素，各該畫素所發出的一光線穿過相對應的該稜鏡結構。
12. 如申請專利範圍第7項所述之頭戴式電子裝置，其中該顯示面板為液晶顯示面板或有機發光二極體顯示面板。
13. 一種頭戴式電子裝置的顯示器，適於當該頭戴式電子裝 置被配戴於一使用者的一頭部時，在該頭戴式電子裝置與該使用者的頭部共同構成的一空間內對該使用者顯示一影像資訊，該顯示器包括：一顯示面板，具有一顯示區，用以顯示該影像資訊，且該顯示區與該使用者的眼睛的距離大於該使用者的近眼範圍；以及一光調整元件，配置於該顯示區，其中該光調整元件改變該顯示面板發射的一光線的行進方向，以減緩網格效應。
14. 一種頭戴式電子裝置，包括：一支架，適於裝配於一使用者的一頭部，以與該使用者的頭部共同構成一空間；一顯示器，配置於該支架上，適於在該空間內對該使用者顯示一影像資訊，該顯示器包括：一顯示面板，具有一顯示區，用以顯示該影像資訊，且該顯示區與該使用者的眼睛的距離大於該使用者的近眼範圍；以及一光調整元件，配置於該顯示區，其中該光調整元件改變該顯示面板發射的一光線的行進方向，以減緩網格效應。