TWI710827B - 顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

一種顯示裝置，包括至少一顯示面板、背光模組及第一反射層。顯示面板包括第一、第二基板、多個非自發光顯示畫素、遮光層、第一、第二偏光板。遮光層包括多個遮光部與多個第一開口部。這些遮光部分別環繞這些非自發光顯示畫素的外輪廓，且這些第一開口部的位置分別對應這些非自發光顯示畫素的位置。第一、第二基板設於第一、第二偏光板之間。背光模組設置於顯示面板下方。第一反射層設置於第二偏光板與背光模組之間。第一反射層包括多個第二開口部，這些第二開口部的位置分別對應於這些非自發光顯示畫素的位置。

Description

顯示裝置
本發明是有關於一種顯示裝置。
隨著科技發展，顯示裝置被應用於大量的消費性電子產品中。雖現具有單一顯示面板的顯示裝置已可以實現至80吋甚至100吋的大小，但在需要大屏幕顯示的場合(如監控室等)仍不能滿足用戶的需求，藉由多個顯示裝置拼接而成的拼接顯示裝置應運而生，而如何使得單一式的顯示裝置或拼接式的顯示裝置的光學效率提升為業界努力的課題之一。
本發明提供一種顯示裝置，其在單一式或拼接式皆具有良好的光學效率。
在本發明的一實施例中提供一種顯示裝置，包括至少一顯示面板、背光模組以及第一反射層。顯示面板包括第一基板、第二基板、多個非自發光顯示畫素、遮光層、第一偏光板以及第二偏光板。各非自發光顯示畫素包括至少一非自發光子顯示畫 素。遮光層包括多個遮光部與多個第一開口部。這些遮光部分別環繞這些非自發光顯示畫素的外輪廓，且這些第一開口部的位置分別對應於這些非自發光顯示畫素的位置。這些非自發光顯示畫素與遮光層設置於第一基板與第二基板之間。第一基板與第二基板設置於第一偏光板與第二偏光板之間。背光模組設置於顯示面板下方。第一反射層設置於第二偏光板與背光模組之間。第一反射層包括多個第二開口部，這些第二開口部的位置分別對應於這些非自發光顯示畫素的位置。
在本發明一實施例中，上述的至少一顯示面板的數量為多個，這些顯示面板共同拼接成一拼接顯示面板。
在本發明一實施例中，上述的這些顯示面板的該些第一反射層彼此分離。
在本發明一實施例中，上述的這些顯示面板的該些第一反射層彼此相連。
在本發明一實施例中，上述的這些顯示面板包括彼此相鄰的第一顯示面板與第二顯示面板，鄰近於第一顯示面板的邊緣的非自發光顯示畫素為一第一非自發光顯示畫素，鄰近於第二顯示面板的邊緣的非自發光顯示畫素為一第二非自發光顯示畫素，在各顯示面板中的位於兩相鄰非自發光顯示畫素之間的遮光部的寬度與第一非自發光顯示畫素及第二非自發光顯示畫素之間的間距實質上相同。
在本發明一實施例中，上述的第一反射層更包括多個反 射部，這些反射部的位置分別對應到這些遮光部。
在本發明一實施例中，上述的背光模組更包括：導光板、至少一發光元件以及多個光學膜。導光板具有第一表面、第二表面及入光面。第一表面相對於第二表面，且入光面連接於第一表面與第二表面。至少一發光元件，設置於入光面旁，發光元件用以發出一光束。多個光學膜設置於導光板的相對兩側中的至少其中之一。
在本發明一實施例中，上述的這些光學膜包括增亮膜、擴散膜以及第二反射層。增亮膜、擴散膜設置於導光板的一側，且增亮膜設置於擴散膜與第二偏光板之間，擴散膜設置於增亮膜與導光板之間。第二反射層設置於導光板的另一側，且導光板設置於第二反射層與擴散膜之間。
在本發明一實施例中，上述的背光模組用以提供照明光束至顯示面板，這些非自發光顯示畫素接收照明光束後，將照明光束轉換成影像光束。
在本發明一實施例中，上述的非自發光顯示畫素包括第一非自發光子顯示畫素、第二非自發光子顯示畫素及第三非自發光子顯示畫素，且第一至第三非自發光子顯示畫素接收照明光束後所發出的光束顏色彼此不同。
基於上述，在本發明實施例的顯示裝置中，第二偏光板與背光模組間設有第一反射層，且第一反射層的開口部(或稱第二開口部)對應到非自發光顯示畫素的位置，藉由第一反射層的設置 可提升來自背光模組光束由第一反射層的開口部出光的機率，代表進入非自發光顯示畫素的入光量增加，因此顯示裝置具有良好的光學效率。
2:下偏光板
3:材料層
100:顯示裝置
110、1101、1102:顯示面板
112:第一基板
114:第二基板
116:遮光層
1162:遮光部
1164:第一開口部
1、120:背光模組
122:導光板
124:發光元件
126:光學膜
1262:增亮膜
1264:擴散膜
1266:第二反射層
130、1301、1302:第一反射層
132:反射部
134:第二開口部
B、B1~B3:光束
D:間距
WB:寬度
ES:入光面
FS1:第一側
IB:照明光束
IMB:影像光束
P:非自發光顯示畫素
PR1:第一偏光板
PR2:第二偏光板
S1、S2:第一、第二表面
SS2:第二側
SP:非自發光子顯示畫素
SP1~SP3:第一至第三非自發光子顯示畫素
Wb:寬度
Wd:間距
圖1是本發明一實施例的顯示裝置的剖面示意圖。
圖2是顯示裝置內的第一反射層的上視示意圖。
圖3A與圖3B為顯示裝置內的不同布局(layout)的剖面示意圖。
圖4是本發明另一顯示裝置的上視示意圖。
圖5A及圖5B分別是顯示裝置中不同顯示面板的第一反射層的上視示意圖。
圖1是本發明一實施例的顯示裝置的剖面示意圖。圖2是顯示裝置內的第一反射層的上視示意圖。
請參照圖1，在本實施例中，顯示裝置100例如是單一式的顯示裝置，其包括單一個顯示面板110、背光模組120以及第一反射層130。於以下的段落中會詳細說明上述元件。
顯示面板110具體化為液晶顯示面板，其包括第一、第二基板112、114(亦可被稱為上、下基板)、多個非自發光顯示畫 素P(僅標示一個為例)、遮光層116及第一、第二偏光板PR1、PR2(亦可稱為上、下偏光板)。第一、第二基板112、114例如可為玻璃基板，但並不以此為限。非自發光顯示畫素P自身不發光而需要借助光源照射方才具有顯示功能，其包括至少一非自發光子顯示畫素SP，其中非自發光子顯示畫素SP內設有開關元件、液晶層及彩色濾光層，且各非自發光顯示畫素P包括非自發光子顯示畫素SP的數量例如為三個，且分別稱為第一至第三非自發光子顯示畫素SP1~SP3，但本發明不以非自發光子顯示畫素的數量為限。第一至第三非自發光顯示子畫素SP1~SP3內分別設有紅、綠、藍色彩色濾光層。紅色彩色濾光層可使紅光穿透並過濾其他色光，綠色彩色濾光層可使綠光穿透並過濾其他色光、藍色彩色濾光層可使欄光穿透並過濾其他色光。遮光層116包括多個遮光部1162及多個第一開口部1164，其中遮光部1162(或稱黑矩陣、黑色矩陣)是具有遮擋光束功能的元件且這些遮光部1162，第一開口部1164則是可讓光束通過。
背光模組120用以提供一照明光束IB至顯示面板110，其包括導光板122、至少一發光元件124(於圖1中僅示出一個為例)以及多個光學膜126。導光板(Light Guide Plate,LGP)122係為在背光模組120中引導光束的傳遞方向的光學元件，其具有第一、第二表面(亦可分別稱為上、下表面)S1、S2以及入光面ES，第一表面S1相對於第二表面S2，入光面ES連接第一、第二表面S1、S2，其中第一、第二表面S1、S2設有多個微結構(未示出)。 至少一發光元件124可為發光二極體(Light Emitting Diode,LED)、有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode,OLED)、聚合物有機發光二極體(Polymer Light Emitting Diode,PLED)或雷射二極體(Laser Diode,LD)等具有發光功能的光學元件，但不以此為限。發光元件124用以發出一光束B。光學膜126係泛指具有各種不同光學功能的光學膜層。具體來說，光學膜126包括增亮膜1262、擴散膜1264及第二反射層1266。增亮膜1262可為稜鏡片(Prism Sheet)或反射式偏光增亮膜(Dual Brightness Enhancement Film,DBEF)，其主要功能是偏折光束至正面視角方向，具集光增亮效果。擴散膜1264則可使通過此擴散膜1264的光束擴散(散射)。第二反射層1266具有光反射功能，其材料例如是具有高反射率的金屬，但不以此為限。
第一反射層130具有光反射功能，其材料例如是具有高反射率的金屬，但不以此為限。請參照圖1及圖2，第一反射層130具有多個反射部132及多個第二開口部134，其中反射部132是第一反射層130中具有反射功能的部分，第二開口部134則是可讓光束通過。
於以下的段落中會詳細說明上述各元件之間的配置關係。
請參照圖1，這些非自發光顯示畫素P與遮光層116設置於第一基板與第二基板112、114之間。這些遮光部1162分別環繞這些非自發光顯示畫素P的外輪廓，且這些第一開口部1164的 位置分別對應於這些非自發光顯示畫素P的位置，即這些非自發光顯示畫素P分別設置於這些第一開口部1164。第一、第二基板112、114設置於第一、第二偏光板PR1、PR2。背光模組120設置於顯示面板110下方。第一反射層130設置於第二偏光板PR2與背光模組120之間。第一反射層130的這些反射部132的位置分別對應到這些遮光部1162。這些第二開口部134分別對應於這些非自發光顯示畫素P的位置，即這些第二開口部134的正投影分別重疊於這些非自發光顯示畫素P。這些光學膜126可依據不同的光學需求而設置於導光板122的相對兩側的至少其中之一。詳細來說，於本實施例中，增亮膜1262、擴散膜1264設置於導光板122的第一側FS1，增亮膜1262設置於擴散膜1264與第二偏光板PR2之間，擴散膜1264設置於增亮膜1262與導光板122之間。第二反射層1266則設置於導光板122的第二側SS2。
於以下的段落中會詳細說明本實施例的顯示裝置100的光學效果。
請再參照圖1，當背光模組120中的至少一發光元件122發出光束B時，光束B由入光面ES進入導光板122，並在導光板120的第一、第二表面S1、S2之間進行一至多次的全內反射，在進行全內反射的過程中，光束B會被在第一、第二表面S1、S2上的微結構破壞光束全反射行為而出光。為了方便說明，直接由第一表面S1出光的光束標示為B1，而由第二表面S2出光的光束標示為B2。光束B1被第一表面S1上的微結構破壞全反射後而由 第一表面S1出光，並被擴散膜1264散射，接著再被增亮膜1262偏折光束至正面視角，出射於背光模組120以作為照明光束IB的一部分。另一方面，光束B2被第二表面S2上的微結構破壞全反射後而由第二表面S2出光，並被第二反射層1266反射後再一次由穿透導光板122、並由第一表面S1出光，後續的光學行為類似於光束B1，於此不再贅述。換言之，第二反射層1266具有回收光束的效果。同樣地，光束B2亦作為照明光束IB的一部分。另一方面，在第一表面S2中的部分表面也會有部分光束B3穿透擴散膜1264與增亮膜1262後亦會傳遞至反射部132，反射部132再將光束B3反射至導光板122或第二反射層1266後，被導光板122或第二反射層1266反射，並由第二開口部134出光，以使對應於第二開口部134的非自發光畫素P的位置的出光量增加，進而提升顯示裝置100的光學效率。
請再參照圖1，照明光束IB依序穿透第一反射層130的第二開口部134、第二偏光板PR2、第二基板114並傳遞至非自發光顯示畫素P。各非自發光顯示畫素P內的各非自發光顯示子畫素SP受相應的開關元件控制而使照明光束IB轉換成不同顏色影像光束IMB。影像光束IMB再依序穿透第一基板112、第一偏光板PR1以出射於顯示裝置100，供使用者觀賞顯示畫面。
圖3A與圖3B為顯示裝置內的不同布局(layout)的剖面示意圖。圖3A的佈局包括了背光模組1、下偏光板2及材料層3，圖3B的佈局包括了背光模組1及材料層3，換言之，即圖3A的 佈局含有偏光板，而圖3B則無。表三為在圖3A與圖3B的佈局的各種組合的亮度表現，其中表三中的「背光模組1設有DBEF」欄位是指背光模組1包括反射式偏光增亮膜，而「背光模組1不設有DBEF」欄位則是指背光模組1不包括反射式偏光增亮膜。「黑紙」欄位的意思是材料層3包括黑紙，而「第一反射層」欄位的意思是材料層3包括如同圖2所示的第一反射層130。「增益」欄位是指材料層採用第一反射層的亮度與材料層採用黑紙的亮度比值，即材料層採用第一反射層的亮度/材料層採用黑紙的亮度。
Figure 108144270-A0305-02-0012-1
 承上述表三可知，相較採用黑紙的設計，在不同的佈局下，採用了本實施例的第一反射層130，可使亮度大幅地提升，且其效果相較於採用黑紙的效果為佳。
請再參照圖1，承上述，在本實施例的顯示裝置100中， 由於在第二偏光板PR2與背光模組120間設置有第一反射層130，且第一反射層130的第二開口部134對應於這些非自發光顯示畫素P的位置，當部分光束B3由導光板120的第一表面S1中出光時，光束B3中的至少部分會被反射部132再一次反射回背光模組120，而再經由背光模組120內的光學作用(反射、折射)後再由第二開口部134出光。由於第二開口部134的位置對應於非自發光顯示畫素P的位置，若由第二開口部134的出光量增加，代表進入非自發光顯示畫素P的入光量增加，亦可以提升顯示裝置100的光學效率。
反觀來說，倘若不設有第一反射層130，則光束B3中的至少部分會傳遞至遮光部1162，而被遮光部吸收1162。換言之，本實施例的顯示裝置100藉由第一反射層130的設置以增加光束傳遞至第二開口部134的機率，而盡量避免傳遞至這些遮光部1162，以使整體的光學效率增加。
此外，製造上述顯示裝置100的方法有以下幾種作法。第一種作法是：先提供顯示面板110，並在顯示面板110的第二偏光板PR2上以印刷的方式印刷出第一反射層130，接著再將設有第一反射層130的顯示面板110貼合至背光模組120上。第二種作法是：先提供背光模組120，並在背光模組120的增亮膜1262上以印刷的方式印刷出第一反射層130，接著再將顯示面板110貼合至設有第一反射層130的背光模組120上。第三種作法是：先製作第一反射層130，再將第一反射層130夾置於顯示面板110與 背光模組120之間，本發明並不以上述的方法為限。
在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的部分內容，省略了相同技術內容的說明，關於相同的元件名稱可以參考前述實施例的部分內容，下述實施例不再重複贅述。
圖4是本發明另一顯示裝置的上視示意圖。圖5A及圖5B分別是顯示裝置中不同顯示面板的第一反射層的上視示意圖。
請參照圖4、圖5A與圖5B，圖4的顯示裝置100a大致上類似於圖1的顯示裝置，其主要差異在於：圖4的顯示裝置100a為拼接式顯示裝置，其例如是藉由多個如同圖1的顯示面板110共同拼接起來的。於圖4中，例如以兩個顯示面板1101(或稱第一顯示面板)、1102(或稱第二顯示面板)進行拼接為例，但不以此為限，其中顯示面板1101、1102分別對應具有的第一反射層標示為1301、1302。在顯示面板1101、1102中，鄰近於顯示面板1101的邊緣ED1的非自發光顯示畫素P稱為第一非自發光顯示畫素P1，鄰近於顯示面板1102的邊緣ED2的非自發光顯示畫素P稱為第二非自發光顯示畫素P2，其中邊緣ED1對向於邊緣ED2。在各顯示面板110中的位於兩相鄰的非自發光顯示畫素P之間的遮光部1162的寬度Wb與第一非自發光顯示畫素P1及第二非自發光顯示畫素P2之間的間距Wd實質上相同。藉由此設計，當使用者在觀看圖4的拼接式顯示裝置100a時，在視覺上較不容易感受到間距Wd的存在。
請參照圖5A及圖5B，這些顯示面板1101、1102分別具 有的第一反射層1301、1302亦可採取不同的佈局方式。請參照圖5B，在一佈局方式中，這些顯示面板1101、1102的第一反射層1301、1302彼此相連。請參照圖5A，在另一佈局方式中，這些顯示面板1101、1102的第一反射層1301、1302彼此分離，本發明並不以此為限。
綜上所述，在本發明實施例顯示裝置中，由於第二偏光板與背光模組間設置有第一反射層，且第一反射層的第二開口部對應於這些非自發光顯示畫素的位置，當部分光束由第一表面中對應於第一反射層的部分表面出光時，光束中的至少部分會被第一反射層再一次反射回背光模組，而可再經由背光模組內的光學作用(反射、折射)後再由第二開口部出光。由於第二開口部的位置對應於非自發光顯示畫素的位置，若由第二開口部的出光量增加，亦可以提升非自發光顯示畫素的入光量，以提升顯示裝置的光學效率。
進一步來說，由於單一式顯示裝置的光學效率可藉由第一反射層的設置以進一步提升，當將本實施例的顯示裝置拼接成一拼接式的顯示裝置時，亦可以具有良好的光學效率。
100:顯示裝置
110:顯示面板
112:第一基板
114:第二基板
116:遮光層
1162:遮光部
1164:第一開口部
120:背光模組
122:導光板
124:發光元件
126:光學膜
1262:增亮膜
1264:擴散膜
1266:第二反射層
130:第一反射層
132:反射部
134:第二開口部
B、B1~B3:光束
ES:入光面
FS1:第一側
IB:照明光束
IMB:影像光束
P:非自發光顯示畫素
PR1:第一偏光板
PR2:第二偏光板
S1、S2:第一、第二表面
SS2:第二側
SP:非自發光子顯示畫素
SP1~SP3:第一至第三非自發光子顯示畫素

Claims (10)

  1. 一種顯示裝置，包括： 至少一顯示面板，該顯示面板包括： 一第一基板； 一第二基板； 多個非自發光顯示畫素，各該非自發光顯示畫素包括至少一非自發光子顯示畫素； 一遮光層，包括多個遮光部與多個第一開口部，該些遮光部分別環繞該些非自發光顯示畫素的外輪廓，且該些第一開口部的位置分別對應於該些非自發光顯示畫素的位置， 其中該些非自發光顯示畫素與該遮光層設置於該第一基板與該第二基板之間； 一第一偏光板；以及 一第二偏光板，其中該第一基板與該第二基板設置於該第一偏光板與該第二偏光板之間； 一背光模組，設置於該顯示面板下方；以及 一第一反射層，設置於該第二偏光板與該背光模組之間，其中該第一反射層包括多個第二開口部，該些第二開口部的位置分別對應於該些非自發光顯示畫素的位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該至少一顯示面板的數量為多個，該些顯示面板共同拼接成一拼接顯示面板。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的顯示裝置，其中該些顯示面板的該些第一反射層彼此分離。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的顯示裝置，其中該些顯示面板的該些第一反射層彼此相連。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的顯示裝置，其中該些顯示面板包括彼此相鄰的一第一顯示面板與一第二顯示面板，鄰近於該第一顯示面板的邊緣的該非自發光顯示畫素為一第一非自發光顯示畫素，鄰近於該第二顯示面板的邊緣的該非自發光顯示畫素為一第二非自發光顯示畫素，在各該顯示面板中的位於兩相鄰該非自發光顯示畫素之間的該遮光部的寬度與該第一非自發光顯示畫素及該第二非自發光顯示畫素之間的間距實質上相同。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該第一反射層更包括多個反射部，該些反射部的位置分別對應到該些遮光部。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該背光模組更包括： 一導光板，具有一第一表面、一第二表面及一入光面，該第一表面相對於該第二表面，且該入光面連接於該第一表面與該第二表面； 至少一發光元件，設置於該入光面旁，該發光元件用以發出一光束；以及 多個光學膜，設置於該導光板的相對兩側中的至少其中之一。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的顯示裝置，其中該些光學膜包括一增亮膜、一擴散膜以及一第二反射層，其中， 該增亮膜、該擴散膜設置於該導光板的一側，且該增亮膜設置於該擴散膜與該第二偏光板之間，該擴散膜設置於該增亮膜與該導光板之間， 該第二反射層設置於該導光板的另一側，且該導光板設置於該第二反射層與該擴散膜之間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該背光模組用以提供一照明光束至該顯示面板，該些非自發光顯示畫素接收該照明光束後，將該照明光束轉換成一影像光束。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的顯示裝置，其中該非自發光顯示畫素包括一第一非自發光子顯示畫素、一第二非自發光子顯示畫素及一第三非自發光子顯示畫素，且該第一至該第三非自發光子顯示畫素接收該照明光束後所發出的光束顏色彼此不同。
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