TWI660221B - 曲面顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種曲面顯示裝置，包括一平面顯示器、一曲面保護層以及一光配向層。平面顯示器具有一顯示面。曲面保護層配置於平面顯示器的顯示面一側。光配向層配置於平面顯示器與曲面保護層之間，其中光配向層包括多個光配向單元。光配向單元與平面顯示器的中心處的距離越大，則光配向單元與顯示面所形成的夾角越小。

Description

曲面顯示裝置及其製造方法
本發明是有關於一種顯示裝置及其製造方法，且特別是有關於一種曲面顯示裝置及其製造方法。
近年來，各式消費性電子產品已由功能性為主轉變成以設計、新奇與時尚為主的藝術性發展。為此，業界研發出有曲面的顯示器，藉由調整顯示器的曲率以達其外觀上的需求。在車用的情況下，使用曲面的顯示器可讓車體內充分展現流線造型，同時又能減少平面顯示器的眩光反射問題。
然而，目前顯示器在曲面設計與製造上仍存在許多問題。詳細而言，曲面設計的顯示器所運用的雙曲面貼合工藝尚未成熟，在組裝上，曲面背光模組較難設計也較不易組裝。除此之外，在曲面設計的顯示器的彎曲方向會因內部電子元件的位置而有所限制，且顯示元件需進一步加工進行減薄製程，造成整體良率降低。為了提高良率並降低成本可用平面顯示器搭配曲面保護層設計，然而，當觀察者在觀看曲面顯示裝置時，由於曲面顯示裝置的邊緣是彎曲的，但實際上顯示器整體是平面的，因此觀察者常會感覺到畫面變形。因此，如何設計出一種低成本、高良率、製程較簡易，且顯示效果較佳的曲面顯示器是本領域的重要課題。
本發明提供一種曲面顯示裝置及其製造方法，可降低製造成本及製作難度，具有較佳的製造良率以及顯示效果。
本發明一實施例提供一種曲面顯示裝置，包括一平面顯示器、一曲面保護層以及一光配向層。平面顯示器具有一顯示面。曲面保護層覆蓋於平面顯示器的顯示面一側。光配向層配置於平面顯示器與曲面保護層之間，其中光配向層包括多個光配向單元，這些光配向單元分別具有一排列方向，光配向單元與平面顯示器的中心處的距離越大，則光配向單元的排列方向與顯示面所形成的夾角越小。
在本發明的一實施例中，上述的光配向層由多個光配向單元混合至一水膠而形成。
在本發明的一實施例中，上述的曲面保護層的材料為玻璃、陶瓷或塑膠。
在本發明的一實施例中，上述的光配向單元為高分子微粒、液晶分子或聚醯亞胺。
在本發明的一實施例中，上述的光配向層的折射率近似於曲面保護層的折射率。
本發明另一實施例提供一種曲面顯示裝置的製造方法，包括：提供一平面顯示器以及一混合水膠，其中混合水膠包括多個光配向單元；配置混合水膠至平面顯示器的一顯示面；覆蓋一曲面保護層至平面顯示器，混合水膠位於平面顯示器與曲面保護層之間；依照位置調整光配向單元的排列方向；以及固化混合水膠以形成一光配向層而完成曲面顯示裝置，其中光配向單元的位置與平面顯示器的中心的距離越大，則光配向單元的排列方向與顯示面所形成的夾角越小。
在本發明的一實施例中，上述的混合水膠由光配向單元混合於一水膠而形成。
在本發明的一實施例中，上述的製造方法更包含以熱彎方式或冷彎方式製作曲面保護層的步驟。
在本發明的一實施例中，上述的製造方法更包含以溶膠凝膠法（sol-gel）製作曲面保護層的步驟。
在本發明的一實施例中，上述混合水膠配置於顯示面的中央至邊緣位置，且依照位置調整光配向單元的排列方向的步驟還包括：遮蔽位於顯示面的中央區域的至少一部分混合水膠；以及調整位於顯示面的邊緣區域的至少另一部分混合水膠。
在本發明的一實施例中，上述依照位置調整光配向單元的排列方向的步驟係利用紫外偏振光照射至少一部份混合水膠以調整光配向單元的排列方向。
基於上述，本發明的曲面顯示裝置使用平面的顯示器，且所發出的光束可藉由配置於平面顯示器的光配向層中的多個光配向單元的排列方向而改變傳遞方向，進而以視角正向方向傳遞至人眼中，使得曲面顯示裝置的成本減低、製作過程簡單且有較高的良率，並且能獲得較佳的顯示效果。
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。
圖1為本發明一實施例的曲面顯示裝置的剖面示意圖。請參考圖1，在本實施例中，曲面顯示裝置100包括一平面顯示器110、一曲面保護層120以及一光配向層130。平面顯示器110具有一顯示面112。曲面保護層120配置於平面顯示器110的顯示面112一側。具體而言，曲面保護層120覆蓋於平面顯示器110的顯示面112。光配向層130配置於平面顯示器110與曲面保護層之間。因此，平面顯示器110所發出的光束由顯示面112發出後依序傳遞通過光配向層130以及曲面保護層120，並從曲面保護層120相對於平面顯示器110的一側發出為影像光束。本實施例的曲面顯示裝置100例如是使用於汽車儀表板中，但本發明並不限於此。
在本實施例中，平面顯示器110例如是薄膜電晶體液晶顯示器（thin film transistor-liquid crystal display, TFT-LCD）、有機發光二極體（organic light-emitting diode, OLED）顯示器或是其它適當類型的顯示器，本發明並不限於此。
在本實施例中，曲面保護層120的材料為玻璃、陶瓷或塑膠。舉例而言，曲面保護層120例如是玻璃蓋體（glass cover）、石英蓋體、藍寶石蓋體（sapphire cover）、陶瓷蓋體（ceramics cover）或塑膠蓋體，並可藉由溶膠凝膠法製成蓋體，本發明並不限於此。
在本實施例中，光配向層130包括多個光配向單元132。光配向單元132的材料例如為高分子微粒、液晶分子或聚醯亞胺，但本發明並不限於此。具體而言，在本實施例中，光配向層130還包括一水膠134。換句話說，光配向層130由多個光配向單元132混合至一水膠134而形成。由於光配向層130有多個光配向單元132，因此由顯示面112所發出的光束可藉由這些光配向單元132改變傳遞路徑。詳細而言，這些光配向單元132分別具有一排列方向D1，且光束依據各光配向單元132的排列方向D1傳遞。在本實施例中，光配向層130的折射率近似於曲面保護層120的折射率。因此，可使在製造過程中，減少光配向單元132的調整幅度，進而提高製作良率及光學品質，但本發明並不限於此。
圖2A及圖2B分別為圖1的A區域的光配向單元的方向調整前及調整後的部分放大示意圖。請同時參考圖1至圖2B，在本實施例中，光配向單元132的排列方向D1未經調整配置之前，由顯示面112所發出的光束L1依據光配向單元132的排列方向D1傳遞經過光配向層130，其傳遞的方向與預設方向D2之間具有一夾角B1，而夾角B1隨著與平面顯示器110的中心的距離增加而越大。所謂預設方向D2是指影像光束朝使用者的最佳傳遞方向。因此，在曲面的顯示裝置中，每一位置的預設方向D2皆不同。詳細而言，本實施例的曲面顯示裝置100與其中心處距離較大的位置處具有偏折較大的預設方向D2。換句話說，當夾角B1大於0時，則光束L1無法以視角正向方向傳遞至人眼，人眼所得到的影像將會變形或影響其觀看舒適度，如圖2A所示。
在本實施例中，光配向單元132的方向經調整配置之後，由顯示面112所發出的光束L2依據光配向單元132的排列方向D1傳遞經過光配向層130。因此，各位置的光束L2將以預設方向D2傳遞至人眼，如圖2B所示。換句話說，光配向單元132的位置與平面顯示器110的中心處的距離越大，則光配向單元132的排列方向D1與顯示面112所形成的夾角B2越小。如此一來，由於每一處的光配向單元132經光學調配，因此平面顯示器110中不同位置所發出的光束L2可沿對應的光配向單元132的排列方向D1以視角正向方向傳遞至人眼，使得曲面顯示裝置100獲得較佳的顯示效果。
舉例而言，在本發明一實施例中，平面顯示器110的長度為216.96毫米，故平面顯示器110的中心處至邊緣處的長度為108.48毫米。曲面保護層的曲率半徑為1800毫米，因此在平面顯示器110邊緣處的預設方向D2與平面顯示器110的顯示面112的角度則符合tan -1(108.48 / 1800) = 3.4489度。換句話說，將對應於平面顯示器110邊緣處的光配向單元132的排列方向D1調整為上述角度時，將使得此位置所發出的光束可正向傳遞至人眼中。
圖3A至圖3D為圖1的曲面顯示裝置的製作過程示意圖。圖4為本發明一實施例的曲面顯示裝置的製造方法流程圖。請同時參考圖1、圖3A至圖3D以及圖4。圖4的曲面顯示裝置的製造方法至少可應用於圖1的曲面顯示裝置100中，但本發明並不限於此。在本實施例中，首先執行步驟S400，提供平面顯示器110以及混合水膠（即尚未固化的光配向層130），其中混合水膠包括多個光配向單元132。具體而言，在此步驟中，先將多個光配向單元132混合於水膠134以形成混合水膠，而這些光配向單元132均勻分布於水膠134中。
接著，執行步驟S410，配置混合水膠至平面顯示器110的顯示面112。此時，混合水膠尚未完全固化。
接著，執行步驟S420，覆蓋曲面保護層120至平面顯示器110，且混合水膠位於平面顯示器110與曲面保護層120之間。在本實施例中，還可包括以熱彎方式或冷彎方式製作曲面保護層120的步驟，且曲面保護層120可藉由溶膠凝膠法製成，但本發明並不限於此。
接著，執行步驟S430，依照位置調整光配向單元132的排列方向D1。具體而言，在本實施例中，混合水膠配置於顯示面112的中央至邊緣位置，且調整光配向單元132的排列方向D1的方法還包括：遮蔽位於顯示面112的中央區域的至少一部分混合水膠；以及調整位於顯示面112的邊緣區域的至少另一部分混合水膠。詳細而言，在本實施例中，光配向單元132的排列方向D1例如是利用紫外偏振光照射至少一部份混合水膠以調整對應的光配向單元132的排列方向D1。因此，在進行調整時，先以 一遮蔽件遮蔽相鄰所欲調整混合水膠的一部分，接著以紫外偏振光照射進行調整。在調整完一部分的光配向單元132的排列方向D1之後，再更換遮蔽件所遮蔽的位置以進行下一處光配向單元132的排列方向D1調整。如此一來，可藉由多次的紫外偏光調整以提升曲面顯示裝置100的顯示品質。
經步驟S430所調整的光配向單元132的位置與平面顯示器110的中心處的距離越大，則光配向單元132的排列方向D1與顯示面112所形成的夾角越小。最後，執行步驟S440，固化混合水膠以形成為光配向層130而完成曲面顯示裝置。其固化混合水膠的方式可以是加熱固化方式或常溫固化方式完成，本發明並不限於此。
綜上所述，本發明的曲面顯示裝置使用平面的顯示器，且所發出的光束可藉由配置於平面顯示器的光配向層中的多個光配向單元的排列方向而改變傳遞方向，進而以視角正向方向傳遞至人眼中，使得曲面顯示裝置的成本減低、製作過程簡單且有較高的良率，並且能獲得較佳的顯示效果。
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。
100‧‧‧曲面顯示裝置
110‧‧‧平面顯示器
112‧‧‧顯示面
120‧‧‧曲面保護層
130‧‧‧光配向層
132‧‧‧光配向單元
134‧‧‧水膠
B1、B2‧‧‧夾角
D1‧‧‧排列方向
D2‧‧‧預設方向
L1、L2‧‧‧光束
S400、S410、S420、S430、S440‧‧‧步驟
圖1為本發明一實施例的曲面顯示裝置的剖面示意圖。 圖2A及圖2B分別為圖1的A區域的光配向單元的方向調整前及調整後的部分放大示意圖。 圖3A至圖3D為圖1的曲面顯示裝置的製作過程示意圖。 圖4為本發明一實施例的曲面顯示裝置的製造方法流程圖。

Claims (11)

  1. 一種曲面顯示裝置，包括： 一平面顯示器，具有一顯示面； 一曲面保護層，覆蓋於該平面顯示器的該顯示面；以及 一光配向層，配置於該平面顯示器與該曲面保護層之間，其中該光配向層包括多個光配向單元，該些光配向單元分別具有一排列方向，該些光配向單元的位置與該平面顯示器的中心處的距離越大，則該些光配向單元的排列方向與該顯示面所形成的夾角越小。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的曲面顯示裝置，其中該光配向層由多個光配向單元混合至一水膠而形成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的曲面顯示裝置，其中該曲面保護層的材料為玻璃、陶瓷或塑膠。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的曲面顯示裝置，其中該些光配向單元為高分子微粒、液晶分子或聚醯亞胺。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的曲面顯示裝置，其中該光配向層的折射率近似於該曲面保護層的折射率。
  6. 一種曲面顯示裝置的製造方法，包括： 提供一平面顯示器以及一混合水膠，其中該混合水膠包括多個光配向單元； 配置該混合水膠至該平面顯示器的一顯示面； 覆蓋一曲面保護層至該平面顯示器，該混合水膠位於該平面顯示器與該曲面保護層之間； 依照位置調整該些光配向單元的排列方向；以及 固化該混合水膠以形成一光配向層而完成該曲面顯示裝置，其中該些光配向單元的位置與該平面顯示器的中心的距離越大，則該些光配向單元的排列方向與該顯示面所形成的夾角越小。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的製造方法，其中該混合水膠由該些光配向單元混合於一水膠而形成。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的製造方法，更包含以熱彎方式或冷彎方式製作該曲面保護層的步驟。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的製造方法，更包含以溶膠凝膠法製成曲面保護層的步驟。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的製造方法，其中該混合水膠配置於該顯示面的中央至邊緣位置，且依照位置調整該些光配向單元的排列方向的步驟包括： 遮蔽位於該顯示面的中央區域的至少一部分該混合水膠；以及 調整位於該顯示面的邊緣區域的至少另一部分該混合水膠。
  11. 如申請專利範圍第6項所述的製造方法，其中依照位置調整該些光配向單元的排列方向的步驟係利用紫外偏振光照射至少一部份該混合水膠以調整該些光配向單元的排列方向。
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