TWI675220B - 顯示裝置及光學膜片 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種顯示裝置及光學膜片。光學膜片設置於顯示裝置的顯示面上,並包含抗眩層以及一抗反射層。抗眩層具有第一入光面以及第一出光面,其中抗反射層設置於第一出光面上。抗反射層具有相背之第二入光面以及第二出光面,且第二入光面面向抗眩層的第一出光面。對於以介於10度至30度之入射角入射至第二出光面的一光線,光學膜片的鏡像反射率係小於或等於0.14%。

Description

顯示裝置及光學膜片
本發明係關於一種顯示裝置及光學膜片,尤其是關於一種抗眩抗反射光學膜片及使用該抗眩抗反射光學膜片的顯示裝置。
部分顯示裝置的顯示面會因表面反射、光源散射不均等原因而在使用者視野範圍內產生亮度超出眼睛所能適應的光線,進而產生眩光。眩光會干擾使用者觀賞或閱讀,並造成不適的感受,情況嚴重時更可能造成視力下降。因此,業者陸續對此提出一些解決方案,以提升使用者視覺經驗。
本發明之實施例所採用的其中一技術方案是提供一種光學膜片,其設置於顯示裝置的顯示面上。光學膜片包含抗眩層及抗反射層,其中抗眩層具有第一入光面以及第一出光面。抗反射層設置於第一出光面上,具有相背之第二入光面以及第二出光面,且第二入光面面向抗眩層的第一出光面。對於以介於10度至30度之入射角入射至第二出光面的光線,光學膜片的鏡像反射率小於或等於0.14%。
本發明之另一實施例所採用的技術方案是提供一種顯示裝置,其包含顯示模組以及光學膜片。顯示模組具有一顯示面。光學膜片設置於顯示模組,且包括抗眩層以及抗反射層。抗眩層具有第一入光面以及第一出光面,且第一入光面面向顯示面。抗反射層設置於第一出光面上, 具有相背之第二入光面以及第二出光面,且第二入光面面向抗眩層的第一出光面。對於以介於10度至30度之入射角入射至第二出光面的一光線,光學膜片的鏡像反射率小於或等於0.14%。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容,請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式,然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明,並非用來對本發明加以限制。
Z‧‧‧顯示裝置
1‧‧‧顯示模組
10‧‧‧顯示面
2‧‧‧光學膜片
21‧‧‧抗眩層
2110‧‧‧第一入光面
2120‧‧‧第一出光面
211‧‧‧霧度單元
2111‧‧‧散射結構
D‧‧‧高度方向
V‧‧‧散射結構最高點
S‧‧‧參考基準面
22‧‧‧抗反射層
2210‧‧‧第二入光面
2220‧‧‧第二出光面
θ1‧‧‧入射角
θ2‧‧‧反射角
E‧‧‧使用者眼鏡
圖1顯示本發明實施例的顯示裝置的立體示意圖。
圖2顯示本發明實施例的光學膜片的局部剖面示意圖。
圖3顯示本發明一變化實施例的光學膜片的局部剖面示意圖。
圖4顯示本發明實施例的顯示裝置另一角度的立體示意圖。
圖5顯示本發明不同實施例的光學膜片在不同鏡像反射角度的鏡像反射率。
圖6顯示本發明不同實施例的光學膜片在視角為20度時的光澤度與鏡像反射率的點狀分布圖。
圖7顯示本發明不同實施例的顯示裝置在不同視角下的明室對比度(ACR)。
以下通過特定的具體實施例並配合圖1至圖7以說明本發明所公開的光學膜片以及使用該光學膜片的顯示裝置的實施方式,本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。然而,以下所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍,在不悖離本發明構思精神的原則下,本領域技術人員可基於不同觀點與應用以其他不同實施例實現本發明。另外,需事先聲明的是,本發明的附圖僅為示意說明,並非依實際尺寸的描繪。此外,雖本文中可能使用第一、第二、第三等用語來描述各種元件,但該些元件不應受該些用語的限制。這些用語主要是用以區分元件。
請參閱圖1。圖中所示為本發明實施例所提供的顯示裝置Z,其具有顯示模組1以及光學膜片2,其中顯示模組1具有顯示面10。具體來說,顯示模組1可例如為電腦螢幕、廣告看板、電子紙顯示器、數位藝術畫顯示器等,而顯示面10為其畫面輸出區域,提供給使用者觀看。本發明不限制顯示模組1的種類,舉例而言,顯示模組1可為液晶顯示裝置、電泳顯示裝置、有機發光二極體顯示裝置、微發光二極體顯示裝置...等等。如圖1所示,本實施例中,光學膜片2的大小對應於顯示面10的範圍,具體而言,光學膜片2的表面積為實質等於或小於顯示面10的面積,使得光學膜片2能夠覆蓋於顯示面,然而,本發明亦不以此為限。
請參閱圖2。圖2為圖1的光學膜片2沿圖1中剖線X-X的剖面示意圖。如圖所示,光學膜片2包括抗眩層21以及抗反射層22。抗眩層21具有第一入光面2110及與其相背的第一出光面2120。抗反射層22設置於第一出光面2120上,且具有第二入光面2210以及第二出光面2220。於本實施例中,抗反射層22為一形成於抗眩層21上的鍍層,因此其可配合抗眩層21的表面形狀,但本發明不以此為限,抗反射層22亦可透過氣相或液相沉積、壓印等製程而形成於抗眩層21之第一出光面2120。於本實施例中,抗反射層22可用來降低散射光亮度。
進一步來說,請配合參閱圖2及圖3所示,抗眩層21包括一霧度單元211(圖中以斜線標示的區域),其形成於第一出光面2120。本實施例中,霧度單元211為複數個朝向第二入光面2210凸起的散射結構 2111。換句話說,抗眩層21之霧度單元211形成於第一出光面2120,使得第一出光面2120係為一凹凸起伏的表面。本發明不限制散射結構2111的形狀及其在第一出光面2120上的排列方式,其可以為如圖2中所示,具有規律的形狀及間距,或如圖3中的變化實施例所示,具有不規律的高度、寬度及間距。更進一步來說,散射結構2111可以為規律或不規律形狀分布於第一出光面2120上,本發明不加以限制。
具體而言,從圖3之剖面結構示意圖來看,霧度單元211可為不同高度、不同輪廓的散射結構2111所組成。又或者,從上方視角來觀察第一出光面2120(或第二出光面2220),霧度單元211可為不規律排列之點狀、點群聚分布的散射結構2111所組成。於圖2與圖3之實施例中,散射結構2111為連續、彼此相連地分布,但本發明不以此為限,於另一實施例中,彼此相鄰之散射結構2111之間可具有間距,其間距可為固定或非規律。
值得一提的是,本發明雖不限制散射結構2111於特定的形狀,然而,由於高低差過大或地形起伏過大的散射結構可能亮度太高(sparkling)或模糊(blur)的影像光線,因此,本發明之實施例的散射結構2111具有相較習知的霧度結構較為圓滑與平緩的地形,如圖2及圖3所示。更明確來說,在本發明的較佳實施例中,當定義通過散射結構2111的最低點V且平行於第一入光面2110的一平面為參考基準面S,散射結構2111的最高點P至參考基準面S的高度不大於6μm。
藉由散射結構2111的設置,本發明實施例的抗眩層21較佳具有不小於40%的材料霧度值,或者在其他實施例中,藉由散射結構2111形狀、密度的調整,可使抗眩層21具有不小於60%的材料霧度值。藉此,當環境光照射於顯示裝置Z時,透過霧度單元211來散射環境光,可使環境 光於顯示裝置Z所形成的的表面反射光能均勻散射出第二出光面2220,以達到抗眩效果。本發明中的材料霧度值較佳係指外部霧度值。
光學膜片2的霧度結構較佳可以兩種方式實現,其一為在膜片內部設置散射粒子以形成一內部霧度結構,而達到一內部霧度值,其二為在膜片外表面形成凹凸不平的結構以形成一外部霧度結構,而達到一外部霧度值。光學膜片的外部霧度值可以如下方式計算:先測量一次光學膜片的總霧度,接著將膜片外表面的凹凸結構填平,再測量一次總霧度。該第二次計算結果可視為膜片的內霧度。最後,再將第一次測量的總霧度扣除第二次測量的總霧度,即可得到光學膜片2的外霧度值。
請參閱圖4,當本實施例的光學膜片2設置於該顯示模組1,抗眩層21的第一入光面2110面向該顯示面10,用以接收來自顯示模組1的影像光線,而抗反射層22的第二出光面2220用以輸出顯示模組1的影像光線,並接收環境光線L。
請參閱圖4,本實施例中,光學膜片2的第二出光面2220對於以介於10度至30度之入射角θ1入射至該第二出光面的光線L,其鏡像反射率小於或等於0.14%。明確而言,本發明所指鏡像反射率係指對於一反射介面(如本實施例的第二出光面2220),反射光線的反射角θ2等於入射角θ1時,反射光線的光量對入射光線的光量的百分比值。以下舉例說明鏡像反射率量測方式。例如:各光學膜片皆搭配顯示模組,且在相同入射光線下,來進行量測入射光線的孔徑1cm*1cm,以實質上為準直光路徑、距離顯示裝置Z為100公分以入射角θ1照射顯示裝置Z且顯示模組1為關閉狀態(面板及背光模組皆不驅動),於反射角θ2進行反射光線光量的測量。
藉由抗眩層21之霧度單元211的調整以及抗反射層22的反射率調整而使光學膜片2的鏡像反射率低於一定值,可提高光學膜片2的抗眩 及抗反射能力。原因在於,如圖4所示,進入使用者眼睛E的鏡像反射光線為造成眩光的因素之一。例如當光學膜片2的某一區域裡的抗眩結構(如散射結構2111)過於密集,或是光學膜片對於某一入射角度的光線具有較大的反射率,則該區域或該角度的光線將造成眩光。本發明之實施例則藉由散射結構2111以及抗反射層22的設置,光學膜片2對於以介於10度至30度之入射角θ1入射至該第二出光面的光線的鏡像反射率小於或等於0.14%,代表使用者以10度至30度的視角(相當於光線的反射角θ2)觀看顯示裝置Z時,看到的反射光線量將小於或等於入射光線的0.14%。本實施例所提及的視角角度是以正視角(視角角度為0,亦即正交於顯示裝置Z的視角位置)為基準,其視線位置與正視角位置之間的夾角角度為視角角度。
請進一步參閱圖5。圖5為一折線圖,其繪示本發明不同實施例的光學膜片搭配顯示模組Target1、Target2、Target3、Target4)在不同鏡像反射角度(或者依據圖3,鏡像反射角度可理解為使用者視角)的鏡像反射率的量測數據。圖5中並提供現有技術中的四種光學膜片搭配顯示模組(Comparison1、Comparison2、Comparison3、Comparison4)的鏡像反射率量測數據,以與本發明實施例的光學膜片(Target1、Target2、Target3、Target4)對照。圖中可看出,本發明的光學膜片(Target1、Target2、Target3、Target4)對於10度至30度的鏡像角度的鏡像反射率均低於0.14%。
請進一步參閱圖5,以本發明實施例中鏡像反射率值最高的光學膜片Target1為例,其與習知的光學膜片中鏡像反射率值最低的Comparison4相較,本發明的光學膜片AGAR1在鏡像角度為10度至30度時的鏡像反射率約為0.07%,習知光學膜片Comparison2在鏡像角度10度至30度的鏡像反射率約為0.43%至0.56%,由此可得,本發明的光學膜片 (Target1、Target2、Target3、Target4)相對習知的光學膜片可有效降低約80%以上的反射光量,進而可得到較佳的抗眩效果。圖5之現有技術中,光學膜片Comparison1與光學膜片Comparison2為抗反射膜片,而光學膜片Comparison3與光學膜片Comparison4為抗反射低霧度膜片。圖5之本發明之實施例中,光學膜片Target1、光學膜片Target2、光學膜片Target3、光學膜片Target4皆為上述實施例所描述的光學膜片,其中光學膜片Target1、光學膜片Target2、光學膜片Target3的材料霧度為35~45,而光學膜片Target4的材料霧度為65~75。
進一步而言,在本發明一較佳實施例中,如圖5中的光學膜片Target4,第二出光面2220對於入射角介於10度至60度之入射光線均具有低於0.14%的鏡像反射率。藉此,當顯示裝置對於大視角亦有抗眩需求時(例如藝術畫顯示裝置),光學膜片2亦可有高抗眩效果的光學表現。
除了調整鏡像反射率,藉由結構上的調整而使光學膜片2的光澤度(gloss)低於一定值,亦可提高光學膜片2的抗眩效果。光澤度是反射介面的光學特性,可表現介面對光的鏡面反射能力。
請配合參閱圖4及圖6,圖6繪示本發明不同實施例的光學膜片搭配顯示模組(Target1、Target2、Target3、Target4)對於以20度之入射角入射第二出光面2220的光線L的鏡像反射率值及光澤度值。圖6中並提供習知光學膜片組Comparison set1與光學膜片組Comparison set2的光澤度數據以作比較,舉例而言,光學膜片組Comparison set1為抗反射膜片,光學膜片組Comparison set2為抗反射低霧度膜片。如圖6所示,在20度視角下,本發明實施例的光學膜片(Target1、Target2、Target3、Target4)的光澤度遠低於現有技術的光學膜片的光澤度。明確而言,如圖6所示,在本發明的較佳實施例中,光學膜片2對於以20度入射第二出光面2220的光線L具有 等於或小於4的光澤度。
明室對比度(ACR)是指顯示器在明亮光線下,其顯示畫面的亮暗對比度。本發明之實施例藉由抗眩層21及抗反射層22的設置,可降低散射結構發生模糊(blur)及區域過亮(sparkling)的問題,可進一步提升顯示裝置1的明室對比度,進而提升其的光學表現。
請參閱圖7,圖7說明本實施例的顯示裝置Z在不同視角下的明室對比度,其中,圖7提供顯示模組1搭配不同實施例的光學膜片(Target1、Target2、Target3、Target4)後的明室對比度,並一併繪示習知的光學膜片Comparison1與光學膜片Comparison2的明室對比度數據以作比較,其中光學膜片Comparison1可為抗反射膜片,光學膜片Comparison2可為抗反射低霧度膜片。如圖7所示,本發明之實施例的光學膜片2可使顯示裝置Z具有較習知高的明室對比度。明確來說,本發明的較佳實施例中,顯示裝置的明室對比度係大於或等於20。具體而言,圖7之實施例中,各光學膜片皆搭配特定的顯示模組,且在相同環境光之下,來進行量測。舉例說明,入射光線為表面亮度7000尼特(nits)的黑體輻射(3200K),且顯示模組Z之白畫面亮度為120尼特(nits)。
進一步來說,印刷品的明室對比度大約為20,本發明之實施例的光學膜片2可使顯示裝置Z達到大於或等於20的明室對比度,亦即,本發明之實施例的光學膜片2所提供的抗眩效果,可使顯示裝置Z具有類似或優於印刷品的可讀性。
綜上所述,本發明實施例所提供的光學膜片及使用該光學膜片的顯示裝置藉由「抗反射層設置於抗眩層上」以及「對於以介於10度至30度之入射角入射至第二出光面的光線,第二出光面的鏡像反射率小於或等於0.14%」的技術方案,使光學膜片以及應用該光學膜片的顯示裝置 可具有較習知為佳的抗眩效果。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例,並非因此侷限本發明的申請專利範圍,所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化,均落入本發明的申請專利範圍內。

Claims (9)

  1. 一種光學膜片,設置於一顯示裝置的一顯示面上,該光學膜片包含:一抗眩層,具有一第一入光面以及一第一出光面;以及一抗反射層,設置於該第一出光面上,該抗反射層具有相背之一第二入光面以及一第二出光面,且該第二入光面面向該抗眩層的該第一出光面,其中,對於以介於10度至30度之入射角入射至該第二出光面的一光線,其該光學膜片的一鏡像反射率係小於或等於0.14%,其中,該抗眩層包括一霧度單元,該霧度單元形成於該抗眩層的該第一出光面,且該霧度單元的材料霧度值不小於40%。
  2. 如請求項1所述的光學膜片,其中,對於以介於30度至60度之入射角入射至該第二出光面的該光線,其該光學膜片的該鏡像反射率係小於或等於0.14%。
  3. 如請求項1所述的光學膜片,其中,該霧度單元的材料霧度值不小於60%。
  4. 如請求項3所述的光學膜片,其中,該霧度單元具有複數個朝向該第二入光面凸起的散射結構,該第一出光面在一高度方向上的最低點可定義出一參考基準面,其中,該複數個散射結構相對於該參考基準面的一高度不大於6um。
  5. 如請求項1或2所述的光學膜片,其中對於以20度之入射角入射該第二出光面的該光線,該光學膜片之一光澤度(gloss)係等於或小於4。
  6. 一種顯示裝置,其包含:一顯示模組,該顯示模組具有一顯示面;以及一光學膜片,該光學膜片包括:一抗眩層,具有一第一入光面以及一第一出光面,該抗眩層設置於 該顯示模組上,且該第一入光面面向該顯示面;以及一抗反射層,設置於該第一出光面上,該抗反射層具有一第二入光面以及一第二出光面,且該第二入光面面向該抗眩層的該第一出光面,其中,對於以介於10度至30度之入射角入射至該第二出光面的一光線,該光學膜片一鏡像反射率係小於或等於0.14%,其中,該抗眩層包括一霧度單元,該霧度單元形成於該抗眩層的該第一出光面,且該霧度單元的材料霧度值不小於40%。
  7. 如請求項6所述的顯示裝置,其中,對於以介於30度至60度之入射角入射至該第二出光面的該光線,該光學膜片的該鏡像反射率係小於或等於0.14%。
  8. 如請求項6所述的顯示裝置,其中,該霧度單元具有複數個朝向該第二入光面凸起的散射結構,該第一出光面在一高度方向上的最低點可定義出一參考基準面,其中,該複數個散射結構相對於該參考基準面的一高度不大於6um。
  9. 如請求項6或7所述的顯示裝置,其中對於以20度之入射角入射該第二出光面的該光線,該光學膜片之一光澤度(gloss)係等於或小於4。
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