TWI612360B - 視角可切換顯示裝置 - Google Patents

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TWI612360B
TWI612360B TW106103983A TW106103983A TWI612360B TW I612360 B TWI612360 B TW I612360B TW 106103983 A TW106103983 A TW 106103983A TW 106103983 A TW106103983 A TW 106103983A TW I612360 B TWI612360 B TW I612360B
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方崇仰
王文俊
陳冰彥
徐熊群
李建輝
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揚昇照明股份有限公司
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Abstract

一種視角可切換顯示裝置，其包括顯示面板、電控視角切換器、電控光散射切換器以及背光模組。電控視角切換器包括兩個第一透光基板、兩層第一透光導電層、液晶層以及位於電控視角切換器遠離顯示面板的一側的第一偏光片。液晶層包括多個液晶分子，且液晶分子的光軸平行或垂直於第一偏光片的穿透軸。電控光散射切換器位於顯示面板與背光模組之間且包括兩個第二透光基板、兩層第二透光導電層以及電控高分子材料層。

Description

視角可切換顯示裝置
本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種視角可切換顯示裝置。
一般而言，顯示裝置為了能讓多個觀看者一起觀看，通常具有廣視角的顯示效果。然而，在某些情況或場合，例如在公開場合流覽私人網頁或機密資訊或輸入密碼時，廣視角的顯示效果卻容易使機密資訊被旁人所窺視而造成機密資訊外洩。為了達到防窺需求，一般作法是在顯示裝置前方放置光控制膜（Light Control Film, LCF），以將大角度的光線濾除。而在沒有防窺需求時，再手動移開光控制膜。由於使用者須手動放置/移開光控制膜，因此使用上較不便。是以，需要提供一種能夠調整顯示裝置之視角的視角控制裝置，使顯示裝置可以依照操作需求來選擇或調整顯示畫面的視角寬窄。
“先前技術”段落只是用來幫助了解本發明內容，因此在“先前技術”段落所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的先前技術。在“先前技術”段落所揭露的內容，不代表該內容或者本發明一個或多個實施例所要解決的問題，也不代表在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知曉或認知。
本發明提供一種視角可切換顯示裝置，其利用電控的方式控制視角。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。
為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明之一實施例提供一種視角可切換顯示裝置，其包括顯示面板、電控視角切換器、電控光散射切換器以及背光模組。電控視角切換器相對於顯示面板且包括兩個第一透光基板、位於兩個第一透光基板之間的兩層第一透光導電層、位於兩層第一透光導電層之間的液晶層以及位於電控視角切換器遠離顯示面板的一側的第一偏光片。液晶層包括多個液晶分子，且液晶分子的光軸平行或垂直於第一偏光片的穿透軸。電控光散射切換器位於顯示面板下方且包括兩個第二透光基板、位於兩個第二透光基板之間的兩層第二透光導電層以及位於兩層第二透光導電層之間的電控高分子材料層。電控光散射切換器位於顯示面板與背光模組之間。
在本發明的一實施例中，上述的顯示面板位於電控視角切換器與電控光散射切換器之間。
在本發明的一實施例中，上述的第一透光基板中較遠離顯示面板的第一透光基板為強化玻璃基板。
在本發明的一實施例中，上述的視角可切換顯示裝置更包括觸控感測元件以及裝飾層。觸控感測元件位於第一偏光片與第一透光基板中較遠離顯示面板的第一透光基板之間。裝飾層位於電控視角切換器上方，且第一偏光片位於裝飾層與觸控感測元件之間。
在本發明的一實施例中，上述的視角可切換顯示裝置更包括觸控感測元件以及裝飾層。觸控感測元件位於第一偏光片上方。裝飾層位於觸控感測元件上方，且觸控感測元件位於裝飾層與第一偏光片之間。
在本發明的一實施例中，上述的電控視角切換器位於顯示面板與電控光散射切換器之間。
在本發明的一實施例中，上述的電控高分子材料層包括高分子分散性液晶（Polymer Dispersed Liquid Crystal, PDLC）、聚合物網狀結構液晶（Polymer Network Liquid Crystal, PNLC）或含有雙頻液晶（Dual Frequency Liquid Crystal, DFLC）與反應型液晶（Reactive Mesogen, RM）的組合物。
在本發明的一實施例中，上述的背光模組包括光源、導光板、反射片、減光片以及逆稜鏡片。光源位於導光板的側面。導光板位於逆稜鏡片與反射片之間。減光片位於導光板與反射片之間。
在本發明的一實施例中，上述的減光片為含吸光材料的半透薄膜、吸收式偏光片、或由吸收式偏光片以及反射式偏光片所構成的複合偏光片。
在本發明的一實施例中，上述的視角可切換顯示裝置更包括偏光式視角控制元件。偏光式視角控制元件位於背光模組上方且包括相位延遲膜以及第二偏光片，其中第二偏光片配置在相位延遲膜遠離顯示面板的一側。
在本發明的一實施例中，上述的相位延遲膜為O型板、C型板、或由O型板以及C型板所構成的複合板。
在本發明的一實施例中，上述的視角可切換顯示裝置更包括偏光式視角控制元件。偏光式視角控制元件位於導光板與反射片之間，其中偏光式視角控制元件包括兩片第三偏光片以及位於兩片第三偏光片之間的相位延遲膜。
在本發明的一實施例中，上述的兩片第三偏光片分別為吸收式偏光片或反射式偏光片，且相位延遲膜為O型板或C型板。
在本發明的一實施例中，上述的兩片第三偏光片分別為吸收式偏光片，且相位延遲膜為O型板或C型板。偏光式視角控制元件更包括反射式偏光片。反射式偏光片位於偏光式視角控制元件靠近導光板的一側。
基於上述，本發明的實施例至少具有以下其中一個優點或功效。在本發明的視角可切換顯示裝置中，電控視角切換器可在防窺模式及分享模式之間切換，且電控光散射切換器可在透明態與散射態之間切換。當電控視角切換器切換至防窺模式時，電控光散射切換器對應切換至透明態，使光束通過電控光散射切換器時不被散射，且光束通過電控視角切換器時，在防窺方向上的大角度光束被吸收。因此，由大視角觀看視角可切換顯示裝置的觀看者無法看到顯示影像，因而達到防窺的效果。當電控視角切換器切換至分享模式時，電控光散射切換器對應切換至散射態，使光束通過電控光散射切換器時被散射，而有助於擴大視角，且光束通過電控視角切換器時，在防窺方向上的大視角光束的強度比例大致不受影響。因此，由大視角觀看視角可切換顯示裝置的觀看者可以看到顯示影像，因而達到分享顯示影像（資訊）的效果。
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。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。
圖1是依照本發明的第一實施例的一種視角可切換顯示裝置的剖面示意圖。圖2A及圖2B分別是圖1中電控視角切換器在分享模式與防窺模式的剖面示意圖。圖3是入射角度與穿透率的關係圖。圖4A及圖4B分別是圖1中電控光散射切換器的第一種實施型態在散射態與透明態的剖面示意圖。圖5A及圖5B分別是圖1中電控光散射切換器的第二種實施型態在散射態與透明態的剖面示意圖。圖6A及圖6B分別是圖1中電控光散射切換器的第三種實施型態在散射態與透明態的剖面示意圖。圖7是圖1中背光模組的剖面示意圖。
請參照圖1，視角可切換顯示裝置100包括顯示面板110、電控視角切換器120、電控光散射切換器130以及背光模組140。顯示面板110可以是任何適於提供影像（資訊）的裝置。舉例而言，顯示面板110可以是液晶顯示面板，但不以此為限。此外，顯示面板110可包括下偏光片112以及上偏光片114。下偏光片112的穿透軸T112與上偏光片114的穿透軸T114可以彼此垂直，但不以此為限。在另一實施例中，下偏光片112的穿透軸T112與上偏光片114的穿透軸T114也可以彼此平行。
電控視角切換器120相對於顯示面板110。舉例而言，顯示面板110可位於電控視角切換器120與電控光散射切換器130之間，但不以此為限。
請參照圖2A，電控視角切換器120包括第一透光基板121、第一透光基板122、第一透光導電層123、第一透光導電層124、液晶層125以及第一偏光片126。
第一透光基板121與第一透光基板122可以是玻璃基板、塑膠基板或其他種適於讓光穿透的基板。在本實施例中，電控視角切換器120比顯示面板110、電控光散射切換器130以及背光模組140更靠近觀看者，且電控視角切換器120中的第一透光基板122比第一透光基板121更靠近觀看者（第一透光基板122比第一透光基板121更遠離顯示面板110）。因此，第一透光基板122可使用強化玻璃基板，以增強電控視角切換器120的機械強度，且有助於省略視角可切換顯示裝置100的保護蓋板。
第一透光導電層123、第一透光導電層124以及液晶層125位於第一透光基板121與第一透光基板122之間，其中第一透光導電層123位於液晶層125與第一透光基板121之間，且第一透光導電層124位於液晶層125與第一透光基板122之間。第一透光導電層123以及第一透光導電層124的材質可以是金屬氧化物或其他種光可穿透的導電材質。
液晶層125位於第一透光導電層123與第一透光導電層124之間，且液晶層125包括多個液晶分子1251。液晶分子1251適於依據第一透光導電層123與第一透光導電層124之間的電場而偏轉，使通過液晶層125的不同入射角度的光束（如正向入射電控視角切換器120的光束B1、小角度入射電控視角切換器120的光束B2以及光束B3、以及大角度入射電控視角切換器120的光束B4以及光束B5）產生不同程度的相位延遲，從而使通過液晶層125的不同入射角度的光束的偏振方向有不同程度的改變量。
第一偏光片126位於電控視角切換器120遠離顯示面板110的一側。在本實施例中，第一偏光片126例如配置在較遠離顯示面板110的第一透光基板122上。
各液晶分子1251具有光軸T1251，且第一偏光片126具有穿透軸T126。在本實施例中，第一偏光片126的穿透軸T126平行於第一方向D1，液晶分子1251的光軸T1251也平行於第一方向D1，也就是說，液晶分子1251的光軸T1251平行於第一偏光片126的穿透軸T126，但不以此為限。在另一實施例中，液晶分子1251的光軸T1251也可垂直於第一偏光片126的穿透軸T126。
請參照圖1至圖2B，藉由使第一偏光片126的穿透軸T126以及顯示面板110中上偏光片114的穿透軸T114彼此平行，可使入射電控視角切換器120的光束的偏振態平行於第一偏光片126的穿透軸T126。
請參照圖2A，當電控視角切換器120被關閉時（第一透光導電層123與第一透光導電層124之間無電位差），液晶分子1251對各個入射角度的光束都不造成相位延遲。因此，光束B1、光束B2、光束B3、光束B4以及光束B5的偏振態在穿透液晶層125後不被改變，因而光束B1、光束B2、光束B3、光束B4以及光束B5能夠穿透第一偏光片126（參照圖3中的曲線C1）。也就是說，當電控視角切換器120被關閉時，視角不受影響，此時稱作分享模式。
另一方面，請參照圖2B，當電控視角切換器120被開啟時（第一透光導電層123與第一透光導電層124之間存在電位差），液晶分子1251對不同入射角度的光束產生不同程度的相位延遲。因此，至少部分光束（如光束B2、光束B3、光束B4以及光束B5）的偏振態在穿透液晶層125後被改變，且電控視角切換器120在第二方向D2上（即與第一偏光片126的穿透軸T126垂直的方向上）的穿透率隨著入射角度變大而變小（參照圖3中的曲線C2）。也就是說，當電控視角切換器120被開啟時，在第二方向D2上入射角度較大的光束（如光束B4以及光束B5）無法穿透第一偏光片126，此時稱作防窺模式。
請參照圖2B以及圖3中的曲線C3，當液晶層125的相位延遲量足夠大時，電控視角切換器120的穿透率會隨著入射角度變大而先變小然後再變大。換句話說，藉由調變液晶層125的厚度或者液晶分子1251的折射率差（ΔN，ΔN=Ne-No），以改變液晶層125的相位延遲量，可進一步控制電控視角切換器120在第二方向D2上的穿透率，也就是可進一步控制第二方向D2上的視角大小。
液晶分子1251的光軸T1251於第一偏光片126上的正投影與防窺方向（如第二方向D2及其反方向）垂直，且第一偏光片126的穿透軸T126可與防窺方向垂直或平行。在本實施例中，第一偏光片126的穿透軸T126平行於第一方向D1，且防窺方向為第二方向D2及其反方向，也就是說，第一偏光片126的穿透軸T126與防窺方向垂直，但不以此為限。在另一實施例中，可使第一偏光片126的穿透軸T126平行於第二方向D2，此時防窺方向仍為第二方向D2及其反方向，也就是說第一偏光片126的穿透軸T126與防窺方向平行。在此架構下，圖1中顯示面板110的上偏光片114的穿透軸T114需對應改成平行於第二方向D2，以使入射電控視角切換器120的光束的偏振態平行於第一偏光片126的穿透軸T126。而在下偏光片112的穿透軸T112與上偏光片114的穿透軸T114彼此垂直的架構下，顯示面板110的下偏光片112的穿透軸T112也需對應改成平行於第一方向D1。
依據不同的需求，電控視角切換器120還可進一步包括其他膜層。舉例而言，電控視角切換器120還可包括配向層127以及配向層128，其中配向層127位於液晶層125與第一透光導電層123之間，且配向層128位於液晶層125與第一透光導電層124之間。
請參照圖1及圖4A，電控光散射切換器130位於顯示面板110下方且位於顯示面板110與背光模組140之間。電控光散射切換器130包括第二透光基板131、第二透光基板132、第二透光導電層133、第二透光導電層134以及電控高分子材料層135。
第二透光基板131與第二透光基板132可以是玻璃基板、塑膠基板或其他種適於讓光穿透的基板。第二透光導電層133、第二透光導電層134以及電控高分子材料層135位於第二透光基板131與第二透光基板132之間，其中第二透光導電層133位於電控高分子材料層135與第二透光基板131之間，且第二透光導電層134位於電控高分子材料層135與第二透光基板132之間。第二透光導電層133以及第二透光導電層134的材質可以是金屬氧化物或其他種光可穿透的導電材質。電控高分子材料層135位於第二透光導電層133與第二透光導電層134之間。電控高分子材料層135可包括高分子分散性液晶、聚合物網狀結構液晶或含有雙頻液晶與反應型液晶的組合物。圖4A及圖4B、圖5A及圖5B、圖6A及圖6B分別繪示出電控高分子材料層135的三種實施型態，但不以此為限。
如圖4A及圖4B所示，電控高分子材料層135例如可包括多個液晶微滴1351以及高分子材料1352，其中液晶微滴1351分布於高分子材料1352中。在電控高分子材料層135未被電壓驅動時，如圖4A所示，液晶微滴1351呈現散射態，且光束B通過液晶微滴1351時被散射。在電控高分子材料層135被電壓驅動時，如圖4B所示，液晶微滴1351呈現透明態，且大部分的光束B通過液晶微滴1351時不被散射。
又如圖5A及圖5B所示，電控高分子材料層135A可包括多個液晶分子1353以及高分子網絡1354。在電控高分子材料層135A未被電壓驅動時，如圖5A所示，液晶分子1353呈散亂分佈，而呈現散射態。在電控高分子材料層135A被電壓驅動時，如圖5B所示，液晶分子1353的光軸T1353平行於電場，而呈現透明態。
再如圖6A及圖6B所示，電控高分子材料層135B可包括含有雙頻液晶1355與反應型液晶1356（或非等向性高分子網絡）的組合物。此外，電控光散射切換器130可進一步包括垂直配向層136以及垂直配向層137。垂直配向層136位於電控高分子材料層135B與第二透光導電層133之間，且垂直配向層137位於電控高分子材料層135B與第二透光導電層134之間。
在電控高分子材料層135B被高頻電壓驅動時，如圖6A所示，雙頻液晶1355的分子極矩與光軸垂直，位於垂直配向層136、垂直配向層137以及反應型液晶1356附近的雙頻液晶1355因錨定力而不被電場轉動，未位於垂直配向層136、垂直配向層137以及反應型液晶1356附近的雙頻液晶1355被電場轉動，因部分雙頻液晶1355垂直於電場方向，部分雙頻液晶1355平行於電場方向，因而呈現散射態。在電控高分子材料層135B未被電壓驅動或被低頻電壓驅動時，如圖6B所示，雙頻液晶1355的分子極矩與光軸平行，且雙頻液晶1355與反應型液晶1356的光軸大致平行於電場方向，因而呈現透明態。另外，相較於圖4B以及圖5B所顯示的透明態，由於雙頻液晶1355以及反應型液晶1356的非尋常光折射率（Extraordinary refractive index）與尋常光折射率（Ordinary Refractive Index）相近，在透明態時可抑制斜向入射光的散射，使得斜向入射光在射出電控光散射切換器130時與第二透光基板132的法向量的夾角較小（參見圖4B、圖5B以及圖6B中最右邊的光束B），而提高防窺效果。
請參照圖1及圖7，背光模組140位於電控光散射切換器130下方，且電控光散射切換器130位於顯示面板110與背光模組140之間。圖7繪示出圖1中背光模組140的一種實施型態，但不以此為限。
請參照圖7，背光模組140可包括光源141、導光板142、反射片143、減光片144以及逆稜鏡片145。光源141位於導光板142的側面。導光板142位於逆稜鏡片145與反射片143之間。減光片144位於導光板142與反射片143之間。
進一步而言，導光板142具有入光面SI、底面SB以及出光面SE，其中入光面SI連接底面SB以及出光面SE，且底面SB可形成有多個微結構1421。光源141位於導光板142的入光面SI旁且適於朝入光面SI射出照明用的光束。反射片143以及減光片144配置在底面SB下方，且逆稜鏡片145配置在出光面SE上方。在本實施例中，微結構1421以及逆稜鏡片145的柱狀稜鏡（未標示）的延伸方向分別平行於防窺方向（即第二方向D2及其反方向），但不以此為限。在另一實施例中，微結構1421以及逆稜鏡片145的柱狀稜鏡的延伸方向也可分別垂直於防窺方向。
減光片144的設置適於減少被反射片143反射回導光板142的光束，避免這些光束被導光板142的微結構1421散射，而產生斜向散射光的機會。如此一來，可獲得更好的防窺效果。舉例而言，減光片144可以是含吸光材料（例如染料）的半透薄膜、吸收式偏光片、或由吸收式偏光片以及反射式偏光片所構成的複合偏光片。在一實施例中，可省略減光片144的設置。另外，可使用反射率較低（例如小於50%）的反射片取代一般反射率較高（例如大於90%）的反射片，以進一步提高防窺效果。
當減光片144為含吸光材料的半透薄膜時，減光片144的吸收率越低、則穿透率越高。也就是說，減光片144的吸收率越低，被反射片143反射回導光板142的光束越多。因而，顯示面板110的輝度越高，但防窺效果越差。當減光片144的穿透率大於60%時，顯示面板110具有較高的輝度及較差的防窺效果。當減光片144的穿透率低於60%時，顯示面板110具有較低的輝度但有較佳的防窺效果。
請參照圖1及圖7，當減光片144為吸收式偏光片時，若吸收式偏光片的穿透軸（未繪示）與顯示面板110的下偏光片112的穿透軸T112平行時，可獲得較高的輝度，但由於被反射片143反射回導光板142的光束較多，因此防窺效果較差。若吸收式偏光片的穿透軸與顯示面板110的下偏光片112的穿透軸T112垂直時，顯示面板110的輝度較低，但被反射片143反射回導光板142的光束有較高的比例被顯示面板110的下偏光片112吸收，因此防窺效果較佳。是以，可依據所需之輝度及防窺效果，調整吸收式偏光片的穿透軸與顯示面板110的下偏光片112的穿透軸T112所夾之角度。
當減光片144是由吸收式偏光片以及反射式偏光片所構成的複合偏光片時，減光片144中的吸收式偏光片可位於反射式偏光片與反射片143之間。此外，可藉由調整吸收式偏光片的穿透軸與反射式偏光片的穿透軸（或反射軸）所夾的角度，以調整被反射回導光板142而被導光板142的微結構1421散射的光束通過顯示面板110的下偏光片112的比例，從而得到所需之輝度以及防窺效果。
表一顯示出顯示面板的下偏光片的穿透軸的角度、減光片的反射式偏光片的反射軸（與反射式偏光片的穿透軸夾90度）的角度、以及減光片的吸收式偏光片的穿透軸的角度之間的相對關係對於輝度及防窺效果的影響。在表一中，數字1至4用以表示顯示面板的輝度以及防窺效果的優劣。具體地，就顯示面板的輝度而言，數字越大代表輝度越高。就防窺效果而言，數字越大代表防窺效果越好。另應說明的是，表一中顯示面板的下偏光片的穿透軸的角度以0度表示僅是為便於說明，實際上顯示面板的下偏光片的穿透軸的角度可以是其他任意角度，只要反射式偏光片的反射軸的角度與吸收式偏光片的穿透軸的角度與其相對夾角不變，則顯示面板的輝度及防窺效果的評價亦不變。 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> </td><td> 條件1 </td><td> 條件2 </td><td> 條件3 </td><td> 條件4 </td></tr><tr><td> 顯示面板的下偏光片的穿透軸的角度（度） </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 0 </td></tr><tr><td> 減光片的反射式偏光片的反射軸的角度（度） </td><td> 0 </td><td> 0 </td><td> 90 </td><td> 90 </td></tr><tr><td> 減光片的吸收式偏光片的穿透軸的角度（度） </td><td> 0 </td><td> 90 </td><td> 0 </td><td> 90 </td></tr><tr><td> 顯示面板的輝度 </td><td> 4 </td><td> 3 </td><td> 2 </td><td> 1 </td></tr><tr><td> 防窺效果 </td><td> 2 </td><td> 1 </td><td> 3 </td><td> 4 </td></tr></TBODY></TABLE>表一
此外，在減光片中，反射式偏光片的反射軸的角度與吸收式偏光片的穿透軸的角度不為0度或90度時，顯示面板的輝度及防窺效果落於相對應角度區間的評價。例如：當顯示面板的下偏光片的穿透軸的角度為0度，反射式偏光片的反射軸的角度為0度，吸收式偏光片的穿透軸的角度為20度時，顯示面板的輝度評價介於4與3之間，防窺效果的評價介於2與1之間。因此，若需要顯示面板的輝度較高，但防窺效果較差，當顯示面板的下偏光片的穿透軸的角度為0度時，可選擇「反射式偏光片的反射軸的角度為0度，且吸收式偏光片的穿透軸的角度為0度至90度或0度至45度」。若需要顯示面板的輝度較低，但防窺效果較佳，當顯示面板的下偏光片的穿透軸的角度為0度，可選擇「反射式偏光片的反射軸的角度為90度，且吸收式偏光片的穿透軸的角度為0度至90度或45度至90度。」
圖8至圖21分別是依照本發明的其他實施例的視角可切換顯示裝置的剖面示意圖，其中圖8及圖9分別省略繪示視角可切換顯示裝置的顯示面板、電控光散射切換器以及背光模組。在以下的實施例中，相同或相似的元件以相同或相似的標號表示，且相關的內容可參照圖1至圖7中對應的描述，於下便不再重述。
請參照圖8，視角可切換顯示裝置可進一步包括觸控感測元件150，以提供觸控感測功能。觸控感測元件150可位於第一偏光片126與第一透光基板122之間，且觸控感測元件150可具有單層或多層的觸控感測電極（未繪示）。觸控感測電極可以配置在第一透光基板122或第一偏光片126上。或者，多層的觸控感測電極可分別配置在第一透光基板122與第一偏光片126上，再透過絕緣的透光黏著層而接合。再者，觸控感測電極可以先配置在未繪示的至少一薄膜或至少一基板上再透過透光黏著層與第一透光基板122以及第一偏光片126接合。
另外，視角可切換顯示裝置還可進一步包括裝飾層160。裝飾層160位於電控視角切換器120上方，且第一偏光片126位於裝飾層160與觸控感測元件150之間。裝飾層160例如配置在第一偏光片126的周邊，以遮蔽不欲被看見的元件（如觸控感測元件150中的周邊導線）。此外，裝飾層160曝露出顯示面板110的顯示區域，以避免遮蔽顯示光束。裝飾層160可採用油墨或其他吸光材質。
在又一實施例中，如圖9所示，觸控感測元件150也可位於第一偏光片126上方。具體地，觸控感測元件150以及裝飾層160可依序堆疊於電控視角切換器120上方，使得觸控感測元件150位於裝飾層160與第一偏光片126之間。
請參照圖1及圖10，視角可切換顯示裝置100A相似於圖1的視角可切換顯示裝置100，兩者的主要差異如下所述。在圖1的視角可切換顯示裝置100中，顯示面板110位於電控視角切換器120與電控光散射切換器130之間，且第一偏光片126配置在第一透光基板122（參照圖2A）上。在圖10的視角可切換顯示裝置100A中，電控視角切換器120位於顯示面板110與電控光散射切換器130之間，且第一偏光片126配置在第一透光基板121（參照圖2A）遠離顯示面板110的一側上，使得第一透光基板121位於第一偏光片126與第一透光導電層123之間。此外，第一偏光片126的穿透軸T126平行於顯示面板110中較靠近第一偏光片126的偏光片的穿透軸，如下偏光片112的穿透軸T112。
請參照圖1及圖11，視角可切換顯示裝置100B相似於圖1的視角可切換顯示裝置100，兩者的主要差異如下所述。圖11的視角可切換顯示裝置100B進一步包括偏光式視角控制元件170。偏光式視角控制元件170位於背光模組140上方且包括相位延遲膜172以及第二偏光片174，其中第二偏光片174配置在相位延遲膜172遠離顯示面板110的一側。在本實施例中，偏光式視角控制元件170位於電控視角切換器120上方，使得電控視角切換器120位於偏光式視角控制元件170與顯示面板110之間，且相位延遲膜172位於第二偏光片174與電控視角切換器120之間。
相位延遲膜172例如為C型板，其中相位延遲膜172的光軸T172垂直於第二偏光片174。第二偏光片174例如為吸收式偏光片，且第二偏光片174的穿透軸T174與第一偏光片126的穿透軸T126平行。在此架構下，偏光式視角控制元件170可進一步濾除在方位角上與防窺方向（如第二方向D2及其反方向）夾角45±15度的光束，使方位角上防窺角度範圍擴大。
在另一實施例中，相位延遲膜172也可以是O型板。如此，偏光式視角控制元件170在防窺方向上可進一步擴大濾除光束的角度範圍，使防窺方向上的防窺角度範圍擴大。在又一實施例中，相位延遲膜172也可以是由O型板以及C型板所構成的複合板，以擴大方位角上防窺角度範圍以及防窺方向上的防窺角度範圍。
請參照圖11及圖12，視角可切換顯示裝置100C相似於圖11的視角可切換顯示裝置100B，兩者的主要差異如下所述。在圖12的視角可切換顯示裝置100C中，偏光式視角控制元件170位於電控視角切換器120與顯示面板110之間，且相位延遲膜172位於第二偏光片174與顯示面板110之間。
請參照圖12及圖13，視角可切換顯示裝置100D相似於圖12的視角可切換顯示裝置100C，兩者的主要差異如下所述。在圖13的視角可切換顯示裝置100D中，偏光式視角控制元件170位於顯示面板110與電控光散射切換器130之間，且第二偏光片174位於相位延遲膜172與電控光散射切換器130之間。此外，第二偏光片174的穿透軸T174平行於顯示面板110中較靠近第二偏光片174的偏光片的穿透軸，如下偏光片112的穿透軸T112。
請參照圖13及圖14，視角可切換顯示裝置100E相似於圖13的視角可切換顯示裝置100D，兩者的主要差異如下所述。在圖14的視角可切換顯示裝置100E中，偏光式視角控制元件170位於電控光散射切換器130與背光模組140之間，且第二偏光片174位於相位延遲膜172與背光模組140之間。
請參照圖10及圖15，視角可切換顯示裝置100F相似於圖10的視角可切換顯示裝置100A，兩者的主要差異如下所述。圖15的視角可切換顯示裝置100F進一步包括偏光式視角控制元件170，其中偏光式視角控制元件170中各膜層的相關描述請參照說明書中對應圖11的偏光式視角控制元件170的相關描述，於此不再重述。
請參照圖15及圖16，視角可切換顯示裝置100G相似於圖15的視角可切換顯示裝置100F，兩者的主要差異如下所述。在圖16的視角可切換顯示裝置100G中，偏光式視角控制元件170位於顯示面板110與電控視角切換器120之間，且第二偏光片174位於相位延遲膜172與電控視角切換器120之間。此外，第二偏光片174的穿透軸T174平行於顯示面板110中較靠近第二偏光片174的偏光片的穿透軸，如下偏光片112的穿透軸T112。
請參照圖16及圖17，視角可切換顯示裝置100H相似於圖16的視角可切換顯示裝置100G，兩者的主要差異如下所述。在圖17的視角可切換顯示裝置100H中，偏光式視角控制元件170位於電控視角切換器120與電控光散射切換器130之間，且第二偏光片174位於相位延遲膜172與電控光散射切換器130之間。
請參照圖17及圖18，視角可切換顯示裝置100I相似於圖17的視角可切換顯示裝置100H，兩者的主要差異如下所述。在圖18的視角可切換顯示裝置100I中，偏光式視角控制元件170位於電控光散射切換器130與背光模組140之間，且第二偏光片174位於相位延遲膜172與背光模組140之間。
請參照圖11及圖19，視角可切換顯示裝置100J相似於圖11的視角可切換顯示裝置100B，兩者的主要差異如下所述。在圖19的視角可切換顯示裝置100J中，顯示面板110的下偏光片112的穿透軸T112平行於第一方向D1，且顯示面板110的上偏光片114的穿透軸T114、第一偏光片126的穿透軸T126以及第二偏光片174的穿透軸T174平行於第二方向D2。此外，相位延遲膜172是O型板，其中相位延遲膜172的光軸T172相對於第一方向D1傾斜。也就是說，相位延遲膜172的光軸T172不垂直也不平行於第一方向D1。此外，相位延遲膜172的光軸T172於第二偏光片174上的正投影垂直於第二方向D2（防窺方向）。
補充說明的是，本實施例雖以圖11的架構進行上述改良，然而，上述改良（包括將C型板替換成O型板以及改變多個膜層的穿透軸的方向）亦適用於圖12至圖18的實施例。
請參照圖1及圖20，視角可切換顯示裝置100K相似於圖1的視角可切換顯示裝置100，兩者的主要差異如下所述。視角可切換顯示裝置100K以偏光式視角控制元件180取代圖7的減光片144。偏光式視角控制元件180位於導光板142與反射片143之間，其中偏光式視角控制元件180包括第三偏光片182、第三偏光片184以及位於第三偏光片182與第三偏光片184之間的相位延遲膜186。
第三偏光片182以及第三偏光片184可分別為吸收式偏光片或反射式偏光片，且第三偏光片182的穿透軸T182以及第三偏光片184的穿透軸T184分別平行於顯示面板110的下偏光片112的穿透軸T112。舉例而言，第三偏光片182以及第三偏光片184可皆為吸收式偏光片。或者，第三偏光片182可為吸收式偏光片，而第三偏光片184可為反射式偏光片。
相位延遲膜186可為O型板或C型板。也就是說，相位延遲膜186的光軸T186可垂直於第三偏光片182。或者，相位延遲膜186的光軸T186可傾斜於第一方向D1，且相位延遲膜186的光軸T186於第三偏光片182上的正投影垂直於第二方向D2（防窺方向）。
偏光式視角控制膜適於將60度至80度的光束濾除，且可防止被反射片143反射回導光板142的光束被導光板142的微結構1421散射所造成的大視角漏光，進而提升防窺效果。
補充說明的是，本實施例雖以圖1的架構進行上述改良，然而，上述改良（以偏光式視角控制元件180取代圖7的減光片144）亦適用於其他實施例。
請參照圖20及圖21，視角可切換顯示裝置100L相似於圖20的視角可切換顯示裝置100K，兩者的主要差異如下所述。在圖21的視角可切換顯示裝置100L中，偏光式視角控制元件180A的第三偏光片182以及第三偏光片184分別為吸收式偏光片，且偏光式視角控制元件180A進一步包括反射式偏光片188。反射式偏光片188位於偏光式視角控制元件180A靠近導光板142的一側。具體地，反射式偏光片188例如配置在第三偏光片184上，且第三偏光片184位於反射式偏光片188與相位延遲膜186之間。反射式偏光片188的穿透軸T188平行於第三偏光片182的穿透軸T182以及第三偏光片184的穿透軸T184。藉此，可以提高顯示面板110的輝度。
綜上所述，本發明的實施例至少具有以下其中一個優點或功效。在本發明的視角可切換顯示裝置中，電控視角切換器可在防窺模式及分享模式之間切換，且電控光散射切換器可在透明態與散射態之間切換。當電控視角切換器切換至防窺模式時，電控光散射切換器對應切換至透明態，使光束通過電控光散射切換器時不被散射，且光束通過電控視角切換器時，在防窺方向上的大角度光束被吸收。因此，由大視角觀看視角可切換顯示裝置的觀看者無法看到顯示影像，因而達到防窺的效果。當電控視角切換器切換至分享模式時，電控光散射切換器對應切換至散射態，使光束通過電控光散射切換器時被散射，而有助於擴大視角，且光束通過電控視角切換器時，在防窺方向上的大視角光束的強度比例大致不受影響。因此，由大視角觀看視角可切換顯示裝置的觀看者可以看到顯示影像，因而達到分享顯示影像（資訊）的效果。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。
100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、100I、100J、100K、100L‧‧‧視角可切換顯示裝置
110‧‧‧顯示面板
112‧‧‧下偏光片
114‧‧‧上偏光片
120‧‧‧電控視角切換器
121、122‧‧‧第一透光基板
123、124‧‧‧第一透光導電層
125‧‧‧液晶層
126‧‧‧第一偏光片
127、128‧‧‧配向層
130‧‧‧電控光散射切換器
131、132‧‧‧第二透光基板
133、134‧‧‧第二透光導電層
135、135A、135B‧‧‧電控高分子材料層
136、137‧‧‧垂直配向層
140‧‧‧背光模組
141‧‧‧光源
142‧‧‧導光板
143‧‧‧反射片
144‧‧‧減光片
145‧‧‧逆稜鏡片
150‧‧‧觸控感測元件
160‧‧‧裝飾層
170、180、180A‧‧‧偏光式視角控制元件
172、186‧‧‧相位延遲膜
174‧‧‧第二偏光片
182、184‧‧‧第三偏光片
188‧‧‧反射式偏光片
1251、1353‧‧‧液晶分子
1351‧‧‧液晶微滴
1352‧‧‧高分子材料
1354‧‧‧高分子網絡
1355‧‧‧雙頻液晶
1356‧‧‧反應型液晶
1421‧‧‧微結構
B、B1、B2、B3、B4、B5‧‧‧光束
C1、C2、C3‧‧‧曲線
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
SB‧‧‧底面
SE‧‧‧出光面
SI‧‧‧入光面
T112、T114、T126、T174、T182、T184、T188‧‧‧穿透軸
T172、T186、T1251、T1353‧‧‧光軸
圖1是依照本發明的第一實施例的一種視角可切換顯示裝置的剖面示意圖。 圖2A及圖2B分別是圖1中電控視角切換器在分享模式與防窺模式的剖面示意圖。 圖3是入射角度與穿透率的關係圖。 圖4A及圖4B分別是圖1中電控光散射切換器的第一種實施型態在散射態與透明態的剖面示意圖。 圖5A及圖5B分別是圖1中電控光散射切換器的第二種實施型態在散射態與透明態的剖面示意圖。 圖6A及圖6B分別是圖1中電控光散射切換器的第三種實施型態在散射態與透明態的剖面示意圖。 圖7是圖1中背光模組的剖面示意圖。 圖8至圖21分別是依照本發明的其他實施例的視角可切換顯示裝置的剖面示意圖。
100‧‧‧視角可切換顯示裝置
110‧‧‧顯示面板
112‧‧‧下偏光片
114‧‧‧上偏光片
120‧‧‧電控視角切換器
126‧‧‧第一偏光片
130‧‧‧電控光散射切換器
140‧‧‧背光模組
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
T112、T114、T126‧‧‧穿透軸

Claims (14)

  1. 一種視角可切換顯示裝置，包括： 一顯示面板； 一電控視角切換器，相對於該顯示面板且包括兩個第一透光基板、位於該兩個第一透光基板之間的兩層第一透光導電層、位於該兩層第一透光導電層之間的一液晶層以及位於該電控視角切換器遠離該顯示面板的一側的一第一偏光片，其中該液晶層包括多個液晶分子，且該些液晶分子的光軸平行或垂直於該第一偏光片的穿透軸； 一電控光散射切換器，位於該顯示面板下方且包括兩個第二透光基板、位於該兩個第二透光基板之間的兩層第二透光導電層以及位於該兩層第二透光導電層之間的一電控高分子材料層；以及 一背光模組，其中該電控光散射切換器位於該顯示面板與該背光模組之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的視角可切換顯示裝置，其中該顯示面板位於該電控視角切換器與該電控光散射切換器之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的視角可切換顯示裝置，其中該些第一透光基板中較遠離該顯示面板的第一透光基板為強化玻璃基板。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的視角可切換顯示裝置，更包括： 一觸控感測元件，位於該第一偏光片與該些第一透光基板中較遠離該顯示面板的第一透光基板之間；以及 一裝飾層，位於該電控視角切換器上方，且該第一偏光片位於該裝飾層與該觸控感測元件之間。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的視角可切換顯示裝置，更包括： 一觸控感測元件，位於該第一偏光片上方；以及 一裝飾層，位於該觸控感測元件上方，且該觸控感測元件位於該裝飾層與該第一偏光片之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的視角可切換顯示裝置，其中該電控視角切換器位於該顯示面板與該電控光散射切換器之間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的視角可切換顯示裝置，其中該電控高分子材料層包括高分子分散性液晶、聚合物網狀結構液晶或含有雙頻液晶與反應型液晶的組合物。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的視角可切換顯示裝置，其中該背光模組包括一光源、一導光板、一反射片、一減光片以及一逆稜鏡片，該光源位於該導光板的側面，該導光板位於該逆稜鏡片與該反射片之間，該減光片位於該導光板與該反射片之間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的視角可切換顯示裝置，其中該減光片為一含吸光材料的半透薄膜、一吸收式偏光片、或由一吸收式偏光片以及一反射式偏光片所構成的複合偏光片。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的視角可切換顯示裝置，更包括： 一偏光式視角控制元件，位於該背光模組上方且包括一相位延遲膜以及一第二偏光片，其中該第二偏光片配置在該相位延遲膜遠離該顯示面板的一側。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的視角可切換顯示裝置，其中該相位延遲膜為一O型板、一C型板、或由一O型板以及一C型板所構成的複合板。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的視角可切換顯示裝置，更包括： 一偏光式視角控制元件，位於該導光板與該反射片之間，其中該偏光式視角控制元件包括兩片第三偏光片以及位於該兩片第三偏光片之間的一相位延遲膜。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的視角可切換顯示裝置，其中該兩片第三偏光片分別為一吸收式偏光片或一反射式偏光片，且該相位延遲膜為一O型板或一C型板。
  14. 如申請專利範圍第12項所述的視角可切換顯示裝置，其中該兩片第三偏光片分別為一吸收式偏光片，且該相位延遲膜為一O型板或一C型板，該偏光式視角控制元件更包括一反射式偏光片，位於該偏光式視角控制元件靠近該導光板的一側。
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