TWI795147B

TWI795147B - 顯示裝置

Info

Publication number: TWI795147B
Application number: TW110148956A
Authority: TW
Inventors: 李榮華; 陳世豪; 張春勇
Original assignee: 大陸商鴻通科技（廈門）有限公司
Priority date: 2021-12-27
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2023-03-01
Also published as: TW202326251A

Abstract

一種顯示裝置，包含顯示單元與光學補償膜。顯示單元包含一上偏光片。光學補償膜位在上偏光片面對外在環境的一側，光學補償膜包含一線片光片。其中線偏光片與上偏光片的軸向角度差絕對值在0°至10°的範圍。

Description

顯示裝置

本揭露是有關於一種顯示裝置，尤其是一種遮蔽區與可視區具有相近反射率的顯示裝置。

現有液晶顯示裝置的可視區與遮蔽區通常具有明顯的界線，其原因在於可視區的反射率與遮蔽區的反射率差異較大，導致顯示裝置光源關閉或未啟動時的外觀不佳。

在現有改善方法中，雖然可透過降低光學膠的穿透率而使得可視區的反射率降低，卻會導致可視區的亮度降低。在另一方法中，雖然可透過調整遮蔽區的油墨顏色等方式改善外觀，或許可以使得遮蔽區與可視區顏色一致，但無法調出視覺上的質感，並且遮蔽區有可能會因調色而變成灰色，然而CIELAB色彩空間（CIELAB color space）數據L,a,b得出的可視區與遮蔽區色差數值仍顯示此方法無法克服上述問題。

有鑑於此，如何提供一種可以降低可視區與遮蔽區反射率差異，使得可視區與遮蔽區界線不明顯的顯示裝置，仍是目前業界亟需研究的目標之一。

本揭露之一技術態樣為一種顯示裝置，包含顯示單元與光學補償膜。顯示單元包含一上偏光片。光學補償膜位在上偏光片面對外在環境的一側，光學補償膜包含一線片光片。其中線偏光片與上偏光片的軸向角度差絕對值在0°至10°的範圍。

在本揭露一實施例中，線偏光片與上偏光片的軸向角度差絕對值在0°至5°的範圍。

在本揭露一實施例中，顯示裝置包含有一可視區與一遮蔽區，可視區與遮蔽區的一色差值小於1。

在本揭露一實施例中，當顯示裝置未開啟時，可視區的反射率減去遮蔽區的反射率的差的絕對值小於1%。

在本揭露一實施例中，線偏光片的遮光率為21%以下。

在本揭露一實施例中，線偏光片的遮光率為10%以下。

在本揭露一實施例中，光學補償膜包含一相位延遲膜。

在上述實施例中，本揭露的顯示裝置可藉由光學補償膜降低可視區的反射率，並降低可視區與遮蔽區的色差。藉由這樣的設計，可使得可視區與遮蔽區之間的界線變得不明顯，達到顯示裝置一體黑的效果，藉以以美化顯示裝置的背光模關閉或未啟動時的外觀。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。且為了清楚起見，圖式中之層和區域的厚度可能被誇大，並且在圖式的描述中相同的元件符號表示相同的元件。

第1圖為根據本揭露一實施例之顯示裝置100的上視圖。顯示裝置100包含有至少一可視區1000與一遮蔽區1001。於本實施例中，可視區1000為兩個，遮蔽區1001係區隔二可視區1000。但本揭露不以此為限。在其他實施例中，可視區1000可為三個或以上，遮蔽區1001係區隔各可視區1000。

第2圖沿著第1圖的線段2-2的剖面圖。顯示裝置100包含蓋板110、光學補償膜120、顯示單元130、以及背光模組150。

如第2圖所示，光學補償膜120位在蓋板110與顯示單元130之間。光學補償膜120透過光學膠層140黏合至蓋板110。顯示單元130透過光學膠層142黏合至光學補償膜120。在本實施例中，蓋板110為曲面蓋板，顯示裝置100可為折疊式顯示裝置或曲面顯示裝置。為了方便說明，銜接兩個可視區1000的外殼等機構於第2圖中省略。光學補償膜120可為線偏光片或圓偏光片。圓偏光片為線偏光片與相位延遲膜(Retardation Film)之組合。相位延遲膜124可為1/4λ相位延遲膜(1/4λRetardation Film)。光學補償膜120為半透明。

顯示裝置100可具有表面處理層112。表面處理層112位在蓋板110背對光學補償膜120的表面上。在一些實施例中，表面處理層112例如為抗反射膜(Anti-Reflection)。在一些實施例中，表面處理層112例如為抗指紋膜(Anti-Fingerprint)。在一些實施例中，表面處理層112例如為抗眩光膜（Anti-Glare）。在一些實施例中，表面處理層112可為上述任兩者或三者之組合。表面處理層112係透過蒸鍍、濺鍍或貼合方式設置於蓋板110背對光學補償膜120的表面上。

顯示單元130可為in-cell顯示單元、on-cell顯示單元或out-cell顯示單元。其詳細結構會配合第3A圖至第3C圖於後續說明。

第3A圖為第1圖的顯示單元130的剖面圖。顯示單元130包含下偏光片131、上偏光片132、薄膜電晶體陣列基板133、液晶層134、濾光層135、玻璃基板136以及感測層138。在本實施例中，顯示單元130為in-cell顯示單元。感測層138位在薄膜電晶體陣列基板133與液晶層134之間，且玻璃基板136為虛設玻璃基板(dummy glass)。下偏光片131與上偏光片132具有相互垂直的偏振方向。下偏光片131、上偏光片132、薄膜電晶體陣列基板133、液晶層134、濾光層135以及玻璃基板136是可選擇性透過光學膠層（圖中未示）組合，於此不再贅述。

第3B圖為根據本揭露另一實施例之顯示單元130a的剖面圖。在本實施例中，顯示單元130a為on-cell顯示單元。感測層138設置在玻璃基板136與上偏光片132之間。

第3C圖為根據本揭露另一實施例之顯示單元130b的剖面圖。在本實施例中，顯示單元130b為out-cell顯示單元。感測層138透過另一光學膠層144貼合至上偏光片132上。於另一實施例中，可將感測層138替換為無任何線路之玻璃基板(或稱虛設玻璃基板(dummy glass))。或者一玻璃基板（圖中未示）透過光學膠層144貼合至上偏光片132上，再將感測層138設於(或透過黏著層或光學膠層貼合於)玻璃基板。

第4A圖為第2圖的顯示裝置100的局部側視圖。在本實施例中，光學補償膜120為圓偏光片。光學膠層126黏合線偏光片122與相位延遲膜124。線偏光片122位在光學膠層126與蓋板110之間。光學補償膜120透過光學膠層142黏合至顯示單元130。換另一種方式論述，光學補償膜120設於顯示單元130之上偏光片132面對外在環境的一側。

舉例來說，當上偏光片132、線偏光片122或圓偏光片由供應商販售給製造商時，上偏光片132、線偏光片122或圓偏光片係呈一捲，因上偏光片132、線偏光片122或圓偏光片為塑料薄膜，而塑料薄膜於生產過程中會有拉伸製程，所以塑料薄膜於橫向與縱向方向分別被拉伸，橫向又稱TD（Transverse Direction，以下簡稱TD），縱向又稱MD（Machine Direction），因上偏光片132、線偏光片122或圓偏光片為光學薄膜，所以可能會產生有一夾角，該夾角為0°或以上，其係依據各廠商的製造工藝與製造材料的特性而有所不同。

第5圖為一塑料薄膜200裁切示意圖。於此塑料薄膜200係泛指任何光學薄膜，舉例而言如圓偏光片、上偏光片、下偏光片或線偏光片，但不限制。若供應商所提供的塑料薄膜200具有一夾角，當塑料薄膜200放置於裁切機台時，並且所裁切的塑料薄膜200具有一預設角度，裁切機台的刀具300會相對於塑料薄膜200的基準方向轉動一裁切角度θ。該基準方向係依據塑料薄膜200放置於裁切機台的設置位置而定，所以基準方向可為TD或MD方向。該裁切角度θ為該預設角度加上前述之夾角。所以裁切後的塑料薄膜200的角度為該預設角度。舉例而言，若要得到一經裁切後且有45°之塑料薄膜200，該裁切角度θ為45°加上前述之夾角。

塑料薄膜200或經裁切後的塑料薄膜200(泛指任何光學薄膜)之角度的測量係使用吸收軸測量儀、全幅寬光學膜軸向量測儀或偏光板軸向量測儀等對塑料薄膜200進行角度量測。角度量測方式為將欲量測的塑料薄膜200放置於一旋轉平台，一光源模組提供一測試光線，測試光線穿透塑料薄膜200與旋轉平台，並被一光感測接收模組所接收，光感測接收模組將所接收的資訊傳遞給一控制模組，藉以使得控制模組得出塑料薄膜200的角度。

第6圖為線偏光片122與上偏光片132共軸示意圖。同時參照第2圖、第3A圖與第4A圖，在本實施例中，線偏光片122與上偏光片132大致上共軸，並在線偏光片122與上偏光片132的共軸角度在-5°至+5°的範圍，仍可得到上偏光片132可予許的遮光率。

舉例而言，假若經裁切後的塑料薄膜分別為線偏光片122與上偏光片132，且該預設角度為45°。線偏光片122包含有至少一第一長邊1220與至少一第二短邊1221，第一長邊1220係垂直於第二短邊1221。上偏光片132包含有至少一第三長邊1320與至少一第四短邊1321，第三長邊1320係垂直於第四短邊1321。所以當線偏光片122設於上偏光片132時，線偏光片122的第一長邊1220對齊上偏光片132的第三長邊1320，線偏光片122的第二短邊1221對齊上偏光片132的第四短邊1321，藉以使得線偏光片122與上偏光片132共軸，因此線偏光片122與上偏光片132之間的共軸角度可為0°，然如上所述，塑料薄膜本身的夾角、裁切角度或製程中的誤差，而使前述的共軸角度有可能不為0°。

舉例而言，若當線偏光片122與上偏光片132共軸時，線偏光片122相對於上偏光片132順時針所轉動的角度為正角度，逆時針所轉動的角度為負角度。具體來說，線偏光片122與上偏光片132的軸向角度差絕對值在0°至5°的範圍中。在此條件下，如第2圖與第4A圖所示，當背光模組150開啟時，背光模組150所提供的光線係依序通過顯示單元130（於此係可泛指第3A圖至第3C圖的顯示單元130、130a、130b，但不限制），而後該光線再依序通過上偏光片132與線偏光片122。光線於通過前述之顯示單元130、上偏光片132與線偏光片122可能會有損耗，但該損耗非本發明所要討論的內容，於此不多做贅述。

若超過軸向角度差絕對值在0°至5°的範圍時，當背光模組150開啟時，來自背光模組150的光會無法通光或僅少部分通過線偏光片122，而使光強度降低。如下之表一為線偏光片122與上偏光片132之角度變化所產生的遮光率。當線偏光片122與上偏光片132之間的共軸角度為0°，經過數次至數十次實驗所測得之透光率為0%至3%，其係表示於顯示背光模組150開啟時，光強度處於最佳或較強狀態。當線偏光片122與上偏光片132之間的共軸角度，以絕對值後5°開始遞增，光強度降低。如前所述，消費性顯示裝置於開啟狀態時，於線偏光片122面對外在環境的一側所量測得遮光率需要達到10%以下方為合格產品。如表一所示，當線偏光片122與上偏光片132於共軸，並且線偏光片122與上偏光片132的軸向角度差絕對值在0°至5°的範圍時，線偏光片122的遮光率在10%以下，所以可為消費性顯示產品所接受。而當軸向角度差絕對值超過5°後，線偏光片122的遮光率在10%以上，所以可能不為消費性顯示產品所接受。但有可能部分消費性顯示產品因使用需求會要求線偏光片122的遮光率在21%以下。

同時參照第1圖、第2圖與第4A圖。當來自外界的非偏振光線L通過線偏光片122後形成線偏振光。通過線偏光片122後的光線L通過相位延遲膜124後產生具有四分之一波長的相位差的偏振光，並構成圓偏振光。具體來說，偏振光具有145°±10°或140°±10°的相位差。光有波粒二相性，討論相位時可把光當作電磁波，並將一定頻率的光視為同樣頻率的正弦曲線，在正弦函數中可將此視為光波的相位，而兩個光波的相位求差的結果就是相位差。當圓偏振光通過顯示裝置100中的反射介質(例如反射片，圖中未示)後形成反向的圓偏振光(例如左旋變成右旋)，因此當反射後的圓偏振光再次通過相位延遲膜124可形成與線偏光片122的光軸方向相反的線偏振光。如此一來，光線L無法通過線偏光片122，藉此降低可視區1000的反射率。藉此，可使得可視區1000與遮蔽區1001之間的界線變得不明顯，以美化顯示裝置100的背光模組150關閉時的外觀。

第4B圖為根據本揭露另一實施例之顯示裝置100a的局部側視圖。顯示裝置100a與顯示裝置100大致相同，其差別在於顯示裝置100a的光學補償膜120a的排列方向與光學補償膜120的堆疊方向相反。換句話說，光學補償膜120a的相位延遲膜124位在光學膠層126與蓋板110之間。顯示裝置100a具有與顯示裝置100相似的技術功效，於此不再贅述。

如下之表二為色差數據。色差(ΔE)的數值越高，色彩離真實色調越遠。完美色彩的色差數值為零，儘管這無法透過人眼察覺。最小可察覺色差在1至2.5之間。若色差值小於1，則一般的人類觀察者幾乎無法察覺。如表二所示，根據色彩差異公式

得出的色差

數值可看出無光學補償膜的顯示裝置（編號1~3）的色差大約在10上下，其表示無光學補償膜的顯示裝置可視區1000與遮蔽區1001之間的界線非常明顯，並可被一般人類觀察者所察覺。有光學補償膜的顯示裝置（編號4~6）的色差

數值可降低至小於1，故無法被一般人類觀察者所察覺。由此可知，本揭露的顯示裝置可使得可視區1000與遮蔽區1001之間的界線變得不明顯，所以可以達到一體黑的效果，藉以美化顯示裝置的背光模組關閉時的外觀。

	無光學補償膜	有光學補償膜
編號	1	2	3	4	5	6
色差(ΔE)	10.285	10.218	9.094	0.859	0.629	0.952

表二、色差數據

如下之表三為無光學補償膜之顯示裝置與有光學補償膜之顯示裝置的反射率數據。於反射率測試時是使用柯尼卡美達能（Konica Minolta）之CM-700D分光測色計進行測試。測試樣品為真實成品，且於測試樣品上進行多點測試，再將測試結果予以平均而得其平均值，該平均值為測試所得數據。因顯示裝置的蓋板表面具有光學膜層，如上所述之抗反射膜、抗指紋膜或抗眩光膜等，該光學膜層於較高波長（700奈米或以上）或較低波長（400奈米或以下）之可見光測試時會影響測試結果，因此700奈米或以上與400奈米或以下這兩個區間就不進行測試。

如第1圖所示，測試方式為在可視區1000係以等距或等面積方式區分出5個測試點，然後測得測試點於測試波長之反射率。若遮蔽區1001為非矩形時或不規則形狀時，則於遮蔽區1001以等距方式選出8個測試點測試其反射率。假若遮蔽區1001為矩形時，遮蔽區1001係可分為長邊與短點，則分別長邊與短邊的對角位置或相對位置處選出8個測試點測試其反射率。

如表三所示，無光學補償膜之顯示裝置與具有光學補償膜之顯示裝置於未啟動的狀態下進行反射率量測。表三以可見光波長450奈米至650奈米的多個樣品的可視區反射率與遮蔽區反射率。表三的無光學補償膜的顯示裝置(編號1~3)於可見光波長450奈米至650奈米進行反射率量測時，無光學補償膜的顯示裝置的可視區與遮蔽區有明顯的反射率差異。於本發明之較佳觀察區間為500奈米至600奈米之間。表三的1VA表示編號1的可視區，1NA表示編號1的遮蔽區，|1VA-1NA|表示編號1之可視區的反射率減去遮蔽區的反射率之差值的絕對值，同理，其餘表格亦表示不同編號的可視區、遮蔽區與差值的絕對值。如表三所示，無光學補償膜的顯示裝置的可視區與遮蔽區的反射率差值絕對值的絕對值在1.07%~1.68%之間。有光學補償膜的反射率差值絕對值的絕對值可接受的範圍為小於1%，經測量後結果為0.01%~0.06%之間。

無光學補償膜
反射率 (%)	編號	可視區	遮蔽區	差值絕對值	可視區	遮蔽區	差值絕對值	可視區	遮蔽區	差值絕對值
1VA	1NA	\|1VA-1NA\|	2VA	2NA	\|2VA-2NA\|	3VA	3NA	\|3VA-3NA\|
波長 (奈米)	450	2.2	0.56	1.64	2.18	0.57	1.61	2.13	0.62	1.52
500	2.43	0.75	1.68	2.43	0.75	1.67	2.09	0.77	1.32
550	2.05	0.6	1.45	2.01	0.58	1.43	1.87	0.63	1.24
600	1.75	0.5	1.25	1.7	0.48	1.22	1.6	0.53	1.07
650	2.36	0.57	1.79	2.23	0.58	1.65	2.13	0.66	1.51
有光學補償膜
反射率 (%)	編號	可視區	遮蔽區	差值絕對值	可視區	遮蔽區	差值絕對值	可視區	遮蔽區	差值絕對值
4VA	4NA	\|4VA-4NA\|	5VA	5NA	\|5VA-5NA\|	6VA	6NA	\|6VA-6NA\|
波長 (奈米)	450	0.56	0.54	0.02	0.54	0.55	0.01	0.55	0.57	0.02
500	0.74	0.72	0.02	0.76	0.77	0.01	0.76	0.75	0.01
550	0.62	0.65	0.03	0.63	0.66	0.03	0.64	0.65	0.01
600	0.49	0.51	0.02	0.48	0.54	0.06	0.49	0.5	0.01
650	0.55	0.56	0.01	0.5	0.55	0.05	0.54	0.56	0.02

表三、無光學補償膜之顯示裝置與具有光學補償膜之顯示裝置100的反射率數據。

綜上所述，本揭露的顯示裝置可藉由光學補償膜降低可視區的反射率，而使可視區的反射率實質相等於遮蔽區的反射率，並降低可視區與遮蔽區的色差。藉由這樣的設計，可使得可視區與遮蔽區之間的界線變得不明顯，以達到顯示裝置的屏一體黑的效果，藉以美化顯示裝置的背光模組關閉時的外觀。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100,100a:顯示裝置 1000:可視區 1001:遮蔽區 110:蓋板 112:表面處理層 120,120a:光學補償膜 122:線偏光片 1220:第一長邊 1221:第二短邊 124:相位延遲膜 126:光學膠層 130,130a,130b:顯示單元 131:下偏光片 132:上偏光片 1320:第三長邊 1321:第四短邊 133:薄膜電晶體陣列基板 134:液晶層 135:濾光層 136:玻璃基板 138:感測層 140,142,144:光學膠層 150:背光模組 200:塑料薄膜 300:刀具 Θ:裁切角度

第1圖為根據本揭露一實施例之顯示裝置的上視圖。第2圖沿著第1圖的線段2-2的剖面圖。第3A圖為第1圖的顯示單元的剖面圖。第3B圖為根據本揭露另一實施例之顯示單元的剖面圖。第3C圖為根據本揭露另一實施例之顯示單元的剖面圖。第4A圖為第2圖的顯示裝置的局部側視圖。第4B圖為根據本揭露另一實施例之顯示裝置的局部側視圖。第5圖為塑料薄膜裁切示意圖。第6圖為線偏光片與上偏光片共軸示意圖。

100:顯示裝置

1000:可視區

110:蓋板

112:表面處理層

120:光學補償膜

130:顯示單元

140、142:光學膠層

150:背光模組

Claims

一種顯示裝置，包含：一顯示單元，包含一上偏光片；以及一光學補償膜，位在該上偏光片面對外在環境的一側，該光學補償膜包含一線偏光片以及一相位延遲膜；其中該線偏光片與該上偏光片的軸向角度差絕對值在0°至10°的範圍，該線偏光片位在該相位延遲膜與該顯示單元的該上偏光片之間，該顯示裝置包含一可視區與一遮蔽區，且該可視區與該遮蔽區的一色差值小於1。
如請求項1所述之顯示裝置，其中該線偏光片與該上偏光片的軸向角度差絕對值在0°至5°的範圍。
如請求項1所述之顯示裝置，其中當該顯示裝置未開啟時，該可視區的反射率減去該遮蔽區的反射率的差的絕對值小於1%。
如請求項3所述之顯示裝置，其中該線偏光片的遮光率為21%以下。
如請求項4所述之顯示裝置，其中該線偏光片的遮光率為10%以下。