TWI778508B

TWI778508B - 顯示裝置

Info

Publication number: TWI778508B
Application number: TW110103213A
Authority: TW
Inventors: 劉勁谷; 吳中豪; 李信宏
Original assignee: 誠屏科技股份有限公司
Priority date: 2021-01-28
Filing date: 2021-01-28
Publication date: 2022-09-21
Also published as: TW202229985A

Abstract

一種顯示裝置包括腔體、顯示面板、物件以及照明光源。腔體具有開口。顯示面板重疊設置於開口。物件、反射式偏光片與照明光源設置於腔體內。反射式偏光片位於物件與顯示面板之間。本發明提供的顯示裝置具有照明物件的光源均勻性較佳，且顯示面板的整體亮度也較高的功效。

Description

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具有實物展示功能的顯示裝置。

隨著顯示技術的蓬勃發展，生活應用的多元化正逐漸開啟另一波眼球革命。其中，搭載透明顯示器的商品展示櫃或家用冰箱正是近年來顯示科技結合生活應用的典型例子。一般而言，這類展示櫃或冰箱用於擺設物品的空間，其周圍需設有照明光源以清楚呈現出物品的樣貌。然而，為了讓物品的展示效果最佳化，照明光源的安裝位置勢必會降低透明顯示器的背光亮度及均勻性，反之亦然。此外，照明光源還會因為物品的擺設位置而形成照明盲區，進而影響物品的展示效果。

本發明提供一種顯示裝置，其用於照明物件的光源均勻性較佳，且顯示面板的整體亮度也較高。

本發明的顯示裝置，包括腔體、顯示面板、物件以及照明光源。腔體具有開口。顯示面板重疊設置於開口。物件、反射式偏光片與照明光源設置於腔體內。反射式偏光片位於物件與顯示面板之間。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的照明光源的一部分光束適於直接照射物件。照明光源的另一部分光束適於直接照射反射式偏光片。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的照明光源適於朝向反射式偏光片發出光束。光束具有第一偏振態與第二偏振態。第一偏振態正交於第二偏振態。反射式偏光片具有軸向平行於第一偏振態的偏振方向的穿透軸，且適於反射具有第二偏振態的光束。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置更包括背光模組。背光模組設置於腔體內，且位於顯示面板與物件之間。背光模組包括導光板與光源。導光板具有朝開口的一出光面以及連接出光面的入光面。光源設置於導光板的入光面的一側。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的反射式偏光片設置於導光板與顯示面板之間。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的反射式偏光片設置於導光板與物件之間。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的導光板還具有設置於底面上的多個光學微結構，底面與出光面相對設置並且連接入光面。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的顯示面板具有顯示面。照明光源具有朝向物件的光源出光面，且照明光源的光源出光面平行於顯示面板的顯示面。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置的顯示面板具有顯示面。照明光源具有朝向物件的光源出光面，且照明光源的光源出光面相交於顯示面板的顯示面。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置更包括基板與抗反射膜。基板具有相對的第一表面與第二表面。反射式偏光片設置於基板的第一表面。抗反射膜設置於基板的第二表面上。

在本發明的一實施例中，上述的顯示裝置更包括反射片，設置於腔體朝向物件的至少一內表面上。

基於上述，在本發明的一實施例的顯示裝置中，顯示面板設置在腔體的開口，且腔體內還設有物件與照明光源。照明光源適於照亮物件並作為顯示面板的背光源。透過在顯示面板與物件之間設置反射式偏光片，可有效縮減照明光源因物件的擺設所形成的照明盲區，並提升顯示面板的背光均勻性與整體亮度。從另一觀點來說，反射式偏光片的設置還可增加物件於腔體內的設置彈性。

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是本發明的第一實施例的顯示裝置的側視示意圖。請參照圖1，顯示裝置10包括腔體100、顯示面板110、照明光源120、物件OBJ以及反射式偏光片130。腔體100具有開口100a以及連通於開口100a的容置空間SP。，且照明光源120與物件OBJ設置於腔體100的此容置空間SP內。特別說明的是，腔體100的開口100a可定義出顯示裝置10的顯示區DA，且顯示面板110重疊設置於此顯示區DA（或開口100a），顯示面板110例如設置於腔體100的開口100a的一側。

更具體地說，觀賞者（未繪示）可站在顯示裝置10設有顯示面板110的一側，並經由顯示面板110透視位於腔體100內的物件OBJ。也因此，顯示面板110例如是穿透式液晶面板、高分子分散型液晶（polymer dispersed liquid crystal，PDLC）顯示面板、或其他適合的透明顯示面板。

在本實施例中，照明光源120是設置在腔體100內並與顯示面板110相對的一側，且物件OBJ位於顯示面板110與照明光源120之間。詳細而言，顯示面板110具有顯示面DS，照明光源120具有朝向物件OBJ及顯示面板110的光源出光面120s，且照明光源120的光源出光面120s可平行於顯示面板110的顯示面DS，但本發明不以此為限。如此，照明光源120的光源出光面120s朝向顯示面板110，可提供顯示面板110較高亮度的背光。

舉例來說，照明光源120可包含未示出的多個發光二極體（light emitting diode，LED）元件，且這些發光二極體元件可陣列排列於照明光源120的光源出光面120s，但不以此為限。在其他實施例中，照明光源120也可以是燈箱、多個LED燈條的組件、或LED燈條及導光板的組合。值得一提的是，在一些實施例中，微型發光二極體（micro light emitting diode，micro-LED）面板或次毫米發光二極體（mini light emitting diode，mini-LED）面板也可作為顯示裝置的照明光源120。

在本實施例中，物件OBJ例如是不透光（或非透明）的易開罐，並且設置在腔體100定義容置空間SP的內表面100s1上。然而，本發明不限於此，根據其他實施例，物件OBJ也可以是透明、或部分透明的商品，例如寶特瓶、塑膠盒、紙盒或玩具等。值得注意的是，在顯示面板110、物件OBJ與照明光源120的排列方向上，物件OBJ部分重疊於顯示面板110的顯示面DS與照明光源120的光源出光面120s，或物件OBJ在光源出光面120s的投影區域小於光源出光面120s。需說明的是，本實施例的物件OBJ數量是以一個為例進行示範性地說明，並不表示本發明以此為限制，在其他實施例中，擺放於顯示裝置內的物件OBJ數量也可根據實際的應用需求而調整。

進一步而言，顯示裝置10的反射式偏光片130設置於腔體100內，且位於物件OBJ與顯示面板110之間。在本實施例中，照明光源120適於發出多道光束LB，一部分光束LB適於直接照射物件OBJ，且另一部分光束LB適於直接照射反射式偏光片130，但不以此為限。特別說明的是，光束LB為非偏振光或自然光，意即光束LB具有第一偏振態P1以及第二偏振態P2，且第一偏振態P1正交於第二偏振態P2。

另一方面，反射式偏光片130具有軸向平行於第一偏振態P1的偏振方向的穿透軸T，且適於反射（或部分反射）具有第二偏振態P2的光束。應可理解的是，為了讓照明光源120的光能利用率最大化，反射式偏光片130的穿透軸T軸向可選擇性地平行於顯示面板110朝向反射式偏光片130一側的偏光片（未繪示）的穿透軸軸向，藉由上述顯示面板110的偏光片以及反射式偏光片130的疊構設置，可維持顯示面板110的顯示品質（例如對比度），更可進一步提高物件OBJ的照明效果，但本發明不以此為限。在其他實施例中，若忽略對顯示面板110顯示效果的影響（例如成本考量），反射式偏光片130可取代顯示面板110朝向照明光源120一側的偏光片。

具體而言，在本實施例中，直接照射反射式偏光片130的光束LB，其具有第一偏振態P1的光束分量可通過反射式偏光片130，以形成線偏振（第一偏振態P1）的第一子光束LBa。而具有第二偏振態P2的另一光束分量被反射式偏光片130反射，以形成線偏振（第二偏振態P2）的第二子光束LBb，並傳遞至物件OBJ背對照明光源120一側的表面。值得注意的是，第二子光束LBb在照射物件OBJ後可形成多道具有非偏振態（例如同時具有第一偏振態P1與第二偏振態P2）的散射光束。此處的散射光束在通過反射式偏光片130後形成具有第一偏振態P1的散射子光束（例如散射子光束LBb1與散射子光束LBb2），並且通過顯示面板110而被人眼所視覺。另一方面，散射光束在經由反射偏光片130反射後所形成具有第二偏振態P2的散射子光束（未繪示）則可再一次地傳遞至物件OBJ背對照明光源120一側的表面。

特別說明的是，由於本實施例的照明光源120是設置在不透光的物件OBJ遠離顯示面板110的一側，物件OBJ背離照明光源120的一側會形成照明光源120的照明盲區BA（即無法被照明光源120直接照明）。透過在顯示面板110與物件OBJ之間設置反射式偏光片130，可將直接照射反射式偏光片130的部分光束LB反射至此照明盲區BA內，有助於提升物件OBJ的展示效果（或呈現品質）。換句話說，於物件OBJ靠近照明盲區BA的一側設置反射式偏光片130，可有效使照明光束覆蓋照明光源120因物件OBJ的擺設所形成的照明盲區BA，並增加物件OBJ於腔體100內的設置彈性。同時，反射式偏光片130的設置還能重新利用原本會被顯示面板110朝向反射式偏光片130一側的偏光片所吸收的光束，因此還能提升顯示面板110的背光均勻性與整體亮度。

以下將列舉另一些實施例以詳細說明本揭露，其中相同的構件將標示相同的符號，並且省略相同技術內容的說明，省略部分請參考前述實施例，以下不再贅述。

圖2是本發明的第二實施例的顯示裝置的側視示意圖。圖3是圖2的顯示裝置的局部區域的放大示意圖。圖4是本發明的第三實施例的顯示裝置的側視示意圖。

請參照圖2，本實施例的顯示裝置11與圖1的顯示裝置的差異在於：顯示裝置的組成不同。具體而言，顯示裝置11更包括設置於腔體100A內的背光模組140，且背光模組140位於物件OBJ與顯示面板110之間。在本實施例中，背光模組140是設置在顯示面板110與反射式偏光片130之間。亦即，反射式偏光片130是設置在物件OBJ與背光模組140之間。然而，本發明不限於此，根據其他實施例，如圖4所示，顯示裝置12的背光模組140A也可設置在物件OBJ與反射式偏光片130之間，即反射式偏光片130設置於背光模組140與顯示面板110之間。也就是說，照明光源120所發出的一部分光束也可直接照射背光模組140A的導光板142。

請參照圖2，背光模組140包括光源141與導光板142。導光板142具有朝向腔體100A的開口100Aa的出光面142a以及連接出光面142a的入光面142b，且光源141設置在導光板142的入光面142b的一側。舉例來說，背光模組140的光源141適於朝向導光板142的入光面142b發出光束LB’，且此光束LB’在導光板142內傳遞並經由導光板142的出光面142a射出。在通過顯示面板110後自顯示裝置11的顯示區DA’出射。

請同時參照圖2與圖3，進一步而言，導光板142還具有設置於底面142c的多個光學微結構MS，適於使光束LB’均勻地由出光面142a出射，例如在一實施例中，多個光學微結構MS的分佈由入光面142b朝向遠離入光面142b的方向漸密，其中底面142c與出光面142a相對設置並且連接入光面142b。值得一提的是，在本實施例中，透過背光模組140的設置，可進一步提升顯示面板110的背光均勻性與整體亮度。另一方面，來自光源141的部分光束（未繪示）在經由導光板142的傳遞後會從導光板142的底面142c出射。此部分的光束在通過反射式偏光片130後也可作為物件OBJ的照明光束，如此有助進一步縮減照明光源120因物件OBJ的擺設所形成的照明盲區BA。

圖5是本發明的第四實施例的顯示裝置的側視示意圖。請參照圖5，本實施例的顯示裝置13與圖4的顯示裝置12的差異在於：照明光源的配置方式不同。在本實施例中，腔體100B具有定義容置空間SP且彼此相對的內表面100s1與內表面100s2，其中物件OBJ與照明光源120A分別設置在腔體100B的內表面100s1與內表面100s2上，且照明光源120A的光源出光面120s（例如平行於內表面100s2）的延伸方向相交於顯示面板110的顯示面DS。據此，可有效避免如圖4的照明光源120因物件OBJ的遮擋所形成的照明盲區BA。

另一方面，由於背光模組140A是設置在反射式偏光片130與物件OBJ之間，來自光源141並經由導光板142傳遞的光束LB’在傳遞至反射式偏光片130後形成具有第一偏振態P1的子光束LB’a（穿透）以及具有第二偏振態P2的子光束LB’b（反射）。具有第一偏振態P1的子光束LB’a在通過反射式偏光片130與顯示面板110後自顯示裝置13的顯示區DA’出射（例如顯示裝置13為顯示白畫面、透明顯示或非黑畫面），而具有第二偏振態P2的子光束LB’b在經由反射式偏光片130的反射後朝物件OBJ或腔體100B遠離顯示面板110一側的內表面（例如內表面100s1或連接內表面100s1的另一內表面100s3）傳遞。據此，相較於圖2的顯示裝置11，本實施例的顯示裝置13可為顯示面板110提供更好的背光均勻度，且其物件OBJ的展示效果（或呈現品質）也更好。

由於本實施例的反射式偏光片130對於來自照明光源120A的光束LB所起的作用相似於圖1的顯示裝置10，因此，有關光束LB在顯示裝置13內的傳遞方式以及所產生的技術效果的詳細說明，可參見前述實施例的相關段落，於此便不再重述。

圖6是本發明的第五實施例的顯示裝置的側視示意圖。請參照圖6，本實施例的顯示裝置14與圖1的顯示裝置10的差異在於：顯示裝置的組成不同。在本實施例中，顯示裝置14更包括基板150與抗反射膜160。基板150具有相對的第一表面150a與第二表面150b，且反射式偏光片130與抗反射膜160分別設置於基板150的第一表面150a與第二表面150b上。也因此，在本實施例中，基板150的第二表面150b朝向照明光源120，照明光源120所發出的一部分光束也可直接照射基板150上的抗反射膜160。

特別說明的是，透過基板150的設置，有助於增加反射式偏光片130的整體平整度，進而避免反射式偏光片130因膜面撓曲所產生的分光效率不佳。另一方面，透過設置抗反射膜160在基板150的第二表面150b，可有效降低光束在基板150的第二表面150b產生全反射，進而消除物件OBJ因基板150所形成的疊影現象。舉例來說，抗反射膜160可以是單層或多層堆疊的折射率匹配層（index matching layer），但不以此為限。

圖7是本發明的第六實施例的顯示裝置的側視示意圖。請參照圖7，本實施例的顯示裝置15與圖5的顯示裝置13的差異在於：顯示裝置的組成不同。具體而言，顯示裝置15更包括反射片170，設置於腔體100B朝向物件OBJ的至少一內表面上。在本實施例中，反射片170可覆蓋腔體100B的內表面100s1與內表面100s3。應可理解的是，反射片170還可覆蓋腔體100B連接內表面100s1與內表面100s3的兩內表面（未繪示），且這兩內表面分別位於內表面100s1與內表面100s3的相對兩側。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，反射片170還可覆蓋腔體100B設有照明光源120A的內表面100s2，尤其是未被照明光源120A遮蔽的部分。

在本實施例中，反射片170例如是白反射片或銀反射片，但本發明不以此為限。在其他實施例中，腔體的內表面上也可以直接塗佈反光材料以作為反射片。在另一實施例中，顯示裝置的腔體也可由高反射率的材料製作而成，以取得相似於反射片170的技術效果。

特別一提的是，反射式偏光片130也可以整合於背光模組140中，例如將反射式偏光片130直接設置於導光板142上。也因此，在顯示裝置未設置圖6的基板150的情況下，也可增加反射式偏光片130的整體平整度，進而避免反射式偏光片130因膜面撓曲所產生的分光效率不佳。

綜上所述，在本發明的一實施例的顯示裝置中，顯示面板設置在腔體的開口，且腔體內還設有物件與照明光源。照明光源適於照亮物件並作為顯示面板的背光源。透過在顯示面板與物件之間設置反射式偏光片，可有效縮減照明光源因物件的擺設所形成的照明盲區，並提升顯示面板的背光均勻性與整體亮度。從另一觀點來說，反射式偏光片的設置還可增加物件於腔體內的設置彈性。

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、11、12、13、14、15:顯示裝置 100、100A、100B:腔體 100a、100Aa:開口 100s1、100s2、100s3:內表面 110:顯示面板 120、120A、120B:照明光源 120s:光源出光面 130:反射式偏光片 140、140A:背光模組 141:光源 142:導光板 142a:出光面 142b:入光面 142c:底面 150:基板 150a:第一表面 150b:第二表面 160:抗反射膜 170:反射片 BA:照明盲區 DA、DA’:顯示區 DS:顯示面 LB、LB’:光束 LBa:第一子光束 LBb:第二子光束 LBb1、LBb2:散射子光束 LB’a、LB’b:子光束 MS:光學微結構 OBJ:物件 P1:第一偏振態 P2:第二偏振態 SP:容置空間 T:穿透軸

圖1是本發明的第一實施例的顯示裝置的側視示意圖。圖2是本發明的第二實施例的顯示裝置的側視示意圖。圖3是圖2的顯示裝置的局部區域的放大示意圖。圖4是本發明的第三實施例的顯示裝置的側視示意圖。圖5是本發明的第四實施例的顯示裝置的側視示意圖。圖6是本發明的第五實施例的顯示裝置的側視示意圖。圖7是本發明的第六實施例的顯示裝置的側視示意圖。

10:顯示裝置 100:腔體 100a:開口 100s1:內表面 110:顯示面板 120:照明光源 120s:光源出光面 130:反射式偏光片 BA:照明盲區 DA:顯示區 DS:顯示面 LB:光束 LBa:第一子光束 LBb:第二子光束 LBb1、LBb2:散射子光束 OBJ:物件 P1:第一偏振態 P2:第二偏振態 SP:容置空間 T:穿透軸

Claims

一種顯示裝置，包括：一腔體，具有一開口；一顯示面板，重疊設置於該開口；一物件，設置於該腔體內；一反射式偏光片，設置於該腔體內，且該反射式偏光片位於該物件與該顯示面板之間；以及一照明光源，設置於該腔體內，其中該顯示面板具有一顯示面，該照明光源具有朝向該物件的一光源出光面，該照明光源的該光源出光面平行於該顯示面板的該顯示面，或者，該照明光源的該光源出光面的延伸方向相交於該顯示面板的該顯示面。
如請求項1所述的顯示裝置，其中該照明光源的一部分光束適於直接照射該物件，該照明光源的另一部分光束適於直接照射該反射式偏光片。
如請求項1所述的顯示裝置，其中該照明光源適於朝向該反射式偏光片發出一光束，該光束具有一第一偏振態與一第二偏振態，該第一偏振態正交於該第二偏振態，該反射式偏光片具有軸向平行於該第一偏振態的偏振方向的一穿透軸，且適於反射具有該第二偏振態的光束。
如請求項1所述的顯示裝置，更包括：一背光模組，設置於該腔體內，且位於該顯示面板與該物件之間，該背光模組包括：一導光板，具有朝向該開口的一出光面以及連接該出光面的一入光面；以及一光源，設置於該導光板的該入光面的一側。
如請求項4所述的顯示裝置，其中該反射式偏光片設置於該導光板與該顯示面板之間。
如請求項4所述的顯示裝置，其中該反射式偏光片設置於該導光板與該物件之間。
如請求項4所述的顯示裝置，其中該導光板還具有設置於一底面上的多個光學微結構，該底面與該出光面相對設置並且連接該入光面。
如請求項1所述的顯示裝置，更包括：一基板，具有相對的一第一表面與一第二表面，該反射式偏光片設置於該基板的該第一表面；以及一抗反射膜，設置於該基板的該第二表面上。
如請求項1所述的顯示裝置，更包括：一反射片，設置於該腔體朝向該物件的至少一內表面上。