TWI818014B - 視角切換模組及顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

一種包括視角限制器與第一電控視角切換器的視角切換模組被提出。視角限制器具有複數個第一擋牆，這些第一擋牆沿第一方向排列且在第二方向延伸。這些第一擋牆的任兩相鄰者之間設有透光區。第一電控視角切換器重疊設置於視角限制器。第一電控視角切換器包括第一液晶層、第一偏光片與第二偏光片。第一液晶層的光軸軸向與第一方向之間具有90±20度的夾角。第一偏光片與第二偏光片分別位於第一液晶層的相對兩側，且第一偏光片的吸收軸與第二偏光片的吸收軸平行或垂直於第一方向。一種採用上述視角切換模組的顯示裝置亦被提出。

Description

視角切換模組及顯示裝置
本發明是有關於一種光學模組與顯示裝置，且特別是有關於一種視角切換模組與顯示裝置。
一般而言，顯示裝置為了能讓多個觀看者一起觀看，通常具有廣視角的顯示效果。然而，在某些情況或場合，例如在公開場合流覽私人網頁、機密資訊或輸入密碼時，廣視角的顯示效果卻容易使機密資訊被旁人所窺視而造成機密資訊外洩。為了達到防窺效果，一般的作法是在顯示面板前方放置光控制膜（Light Control Film, LCF），以濾除大角度的光線。相反地，在沒有防窺需求時，再以手動的方式將光控制膜自顯示面板前方移除。換言之，此類光控制膜雖具有防窺效果，但其操作上的便利性仍有改善的空間。因此，如何開發出一種視角切換極為便利且防窺效果俱佳的顯示裝置已成為相關廠商的重要課題。
本發明提供一種視角切換模組，其大視角的濾光效果佳。
本發明提供一種顯示裝置，其防窺性能佳。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。
為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種視角切換模組。視角切換模組包括視角限制器以及第一電控視角切換器。視角限制器具有複數個第一擋牆，這些第一擋牆沿第一方向排列且沿第二方向延伸。複數個第一擋牆的任兩相鄰者之間設有透光區。第一電控視角切換器重疊設置於視角限制器。第一電控視角切換器包括第一液晶層、第一偏光片與第二偏光片。第一液晶層的光軸軸向與第一方向之間具有90±20度的夾角。第一偏光片與第二偏光片分別位於第一液晶層的相對兩側，且第一偏光片的吸收軸與第二偏光片的吸收軸平行或垂直於第一方向。
為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種顯示裝置。顯示裝置包括顯示面板、視角限制器以及第一電控視角切換器。視角限制器重疊設置於顯示面板且具有複數個第一擋牆。這些第一擋牆沿第一方向排列且沿第二方向延伸。複數個第一擋牆的任兩相鄰者之間設有透光區。第一電控視角切換器重疊設置於視角限制器。第一電控視角切換器包括第一液晶層、第一偏光片與第二偏光片。第一液晶層的光軸軸向與第一方向之間具有90±20度的夾角。第一偏光片與第二偏光片分別位於第一液晶層的相對兩側，且第一偏光片的吸收軸與第二偏光片的吸收軸平行或垂直於第一方向。
在本發明的一實施例中，上述的視角切換模組的第一擋牆於400nm至700nm之波長範圍內的穿透率小於50%。
在本發明的一實施例中，上述的視角切換模組的視角限制器更包括複數個第二擋牆。這些第二擋牆沿第二方向排列且在第一方向上延伸。
在本發明的一實施例中，上述的視角切換模組更包括第二電控視角切換器。第二電控視角切換器重疊設置於視角限制器，且其包括第二液晶層、第三偏光片與第四偏光片。第二液晶層的光軸軸向與第二方向之間具有90±20度的夾角。第三偏光片與第四偏光片分別位於第二液晶層的相對兩側，且第三偏光片的吸收軸與第四偏光片的吸收軸平行於第二偏光片的吸收軸。
在本發明的一實施例中，上述的視角切換模組更包括第二電控視角切換器以及二分之一波片。第二電控視角切換器重疊設置於視角限制器，且其包括第二液晶層、第三偏光片與第四偏光片。第二液晶層的光軸與第二方向之間具有90±20度的夾角。第三偏光片與第四偏光片分別位於第二液晶層的相對兩側，且第三偏光片的吸收軸與第四偏光片的吸收軸垂直於第二偏光片的吸收軸。二分之一波片位於第一電控視角切換器與第二電控視角切換器之間。
在本發明的一實施例中，上述的視角切換模組的視角限制器更包含沿第三方向排列的複數個第三擋牆，其中第三方向相交於第一方向與第二方向。
在本發明的一實施例中，上述的視角切換模組的第一電控視角切換器更包括第一配向膜與第二配向膜。第一配向膜與第二配向膜分別具有第一配向方向與第二配向方向，且第一配向方向與第一方向之間具有90±20度的夾角，第二配向方向與第一方向之間具有90±20度的夾角。
在本發明的一實施例中，上述的視角切換模組的第一電控視角切換器更包括至少一相位延遲膜，設置於第一偏光片與第二偏光片之間。
在本發明的一實施例中，上述的視角切換模組的至少一相位延遲膜位於第一偏光片與第二偏光片的其中一者與第一液晶層之間，且至少一相位延遲膜為負C型板、O型板或光軸彼此相交的兩A型板所構成的複合板。
在本發明的一實施例中，上述的視角切換模組的至少一相位延遲膜包括第一B型板(Bi-Axial Plate)與第二B型板。第一B型板位於第一偏光片與第一液晶層之間，第二B型板位於第二偏光片與第一液晶層之間。
基於上述，在本發明一實施例的視角切換模組中，透過視角限制器的多個擋牆的延伸方向與電控視角切換器的液晶層的光軸軸向相配合，可有效提升大視角的濾光效果。另外，本發明一實施例的顯示裝置因採用上述一實施例的視角切換模組，在防窺模式與分享模式之間切換時，具有極佳的便利性，且其大視角的濾光能力有助於提升顯示裝置的防窺效果。
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。
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及圖2是本發明的第一實施例的顯示裝置分別操作在分享模式與防窺模式下的剖面示意圖。圖3是圖1的視角切換模組的部分膜層的示意圖。圖4是圖1的電控視角切換器的視角對穿透率的曲線圖。圖5是圖1的背光模組的剖面示意圖。需說明的是，為清楚呈現起見，圖3省略了圖1的多個基板201、202、301、302、兩導電層321、322與相位延遲膜350的繪示。
請參照圖1及圖3，顯示裝置10包括顯示面板50與視角切換模組60，其中視角切換模組60可讓顯示裝置10在分享模式與防窺模式之間進行切換。在本實施例中，顯示面板50例如是液晶顯示面板、或其他合適的非自發光型顯示面板。因此，顯示裝置10還可選擇性地包括背光模組100，其中視角切換模組60位於顯示面板50與背光模組100之間。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，顯示裝置10的顯示面板50也可以是有機發光二極體（Organic Light Emitting Diode，OLED）面板、微發光二極體（Micro Light Emitting Diode，Micro LED）面板、或其他合適的自發光型顯示面板，且視角切換模組60係設置在顯示面板50的出光側。
進一步而言，視角切換模組60包括視角限制器200與電控視角切換器300。詳細而言，視角限制器200具有基板201與多個第一擋牆210，其中這些第一擋牆210係沿著方向D1排列於基板201上，且在方向D2上延伸。具體來說，任兩相鄰的第一擋牆210之間可設有透光圖案，且透光圖案對於背光模組100所發出的光束具有高穿透率，亦即，任兩相鄰的第一擋牆210之間具有透光區205。需說明的是，在本實施例中，多個第一擋牆210（或多個透光圖案）的數量與間距（即分布密度）僅作為示範性地說明之用，本發明並不以圖式揭示內容為限。
值得一提的是，由圖1可知，背光模組100所發出的光束可穿透第一擋牆210，亦即，第一擋牆210並非完全不透光。舉例來說，多道光束B1~B5在通過一個第一擋牆210並損失部分的光能後仍可傳遞至電控視角切換器300，而兩光束B6、B7因各自所需通過的第一擋牆210數量為兩個，在通過兩個第一擋牆210的過程中損失了所有的光能而無法傳遞至電控視角切換器300。換句話說，視角限制器200在大視角（例如大於45度的視角）的穿透率可由光束所需通過的第一擋牆210數量（即第一擋牆210的分布密度）來決定。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，視角限制器200在大視角的穿透率也可輔以第一擋牆210的穿透率來決定。舉例來說，在一些實施例中，第一擋牆210的穿透率於400nm至700nm的波長範圍內可小於50%。特別一提的是，視角限制器200的可視角度可由穿透率大於5%的視角範圍來定義之。
另一方面，透光圖案的材質可包括聚碳酸酯（polycarbonate，PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（Poly(methyl methacrylate)，PMMA）、環烯烴聚合物（Cyclo-olefin polymer，COP）、環烯烴共聚物（Cyclo-olefin copolymer，COC）、其他具有高透光性的材料、或空氣。在本實施例中，視角限制器200還可選擇性地具有另一基板202，且多個第一擋牆210與多個透光圖案夾設於基板201與基板202之間，但本發明不以此為限。
請參照圖1及圖3，電控視角切換器300包括第一基板301、第二基板302、第一配向膜311、第二配向膜312以及液晶層330，其中第一配向膜311與第二配向膜312設置在第一基板301與第二基板302之間，且液晶層330夾設於第一配向膜311與第二配向膜312之間。特別說明的是，配向膜係用以排列液晶層330的多個液晶分子LC使其光軸定向於預設的方向。在本實施例中，第一配向膜311與第二配向膜312分別具有第一配向方向AL1與第二配向方向AL2，其中第一配向方向AL1與方向D1之間的夾角θ1可選擇性地為90度，且第二配向方向AL2與方向D1之間的夾角θ2可選擇性地為90度，亦即，液晶層330的多個液晶分子LC的光軸軸向可垂直於方向D1。然而，本發明不以此為限，在一些實施例中，第一配向方向AL1與方向D1之間的夾角θ1可介於70度至110度之間，而第二配向方向AL2與方向D1之間的夾角θ2可介於70度至110度之間，亦即，多個液晶分子LC的光軸軸向為同方向，且與方向D1之間的夾角可介於70度至110度之間。
另一方面，電控視角切換器300更包括偏光片341與偏光片342，其中偏光片341設置於第一基板301遠離液晶層330的一側，偏光片342設置於第二基板302遠離液晶層330的一側，且偏光片341的吸收軸A1與偏光片342的吸收軸A2平行於方向D1。值得一提的是，在本實施例中，由於多個液晶分子LC的光軸軸向垂直於視角限制器200的多個第一擋牆210的排列方向（即方向D1），偏光片341的吸收軸A1與偏光片342的吸收軸A2可平行於視角限制器200的多個第一擋牆210的排列方向（即方向D1），因此多個第一擋牆210的排列方向則可定義為視角切換模組60的視角控制方向。
進一步而言，電控視角切換器300更包括第一導電層321與第二導電層322，其中第一導電層321設置在第一基板301與第一配向膜311之間，第二導電層322設置在第二基板302與第二配向膜312之間。詳細而言，當第一導電層321與第二導電層322被致能而使這兩導電層之間具有一電位差，此電位差可在這兩導電層之間形成電場以驅使液晶層330的液晶分子LC轉動。在本實施例中，第一導電層321與第二導電層322例如是光穿透式電極，而光穿透式電極的材質包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、或其它合適的氧化物、極薄的金屬、鏤空的金屬層(metal mesh or wird grid)、奈米碳管、奈米銀線(Ag nano-wire)、石墨烯或者是上述至少兩者之堆疊層。
以下將針對顯示裝置10的兩種操作模式（即分享模式與防窺模式）進行示例性地說明。首先，請參照圖1及圖3，當顯示裝置10操作在分享模式時，其電控視角切換器300的第一導電層321與第二導電層322之間不具有電位差，且多個液晶分子LC在無外加電場的驅動下係沿著配向膜的配向方向（即方向D2）進行排列。此時，自背光模組100發出的多道光束B1~B5在通過偏光片341後各自具有第一線偏振P1，且第一線偏振P1的偏振方向垂直於偏光片341的吸收軸A1軸向。由於液晶層330對於不同角度入射的多道光束B1~B5並未產生任何的相位延遲（phase retardation），因此多道光束B1~B5在通過液晶層330後仍具有第一線偏振P1，致使這些光束B1~B5在通過偏光片342後可傳遞至顯示面板50。
接著，請參照圖2及圖3，當顯示裝置10操作在防窺模式時，其電控視角切換器300的第一導電層321與第二導電層322被致能而具有不同的電位，且兩導電層之間的電位差所形成的電場可驅使液晶層330的多個液晶分子LC轉動。此時，由於液晶層330對於不同角度入射的多道光束B1~B5可產生不同的相位延遲，致使這些光束B1~B5在通過液晶層330後分別具有不同的偏振態。舉例來說，在通過液晶層330後，光束B1仍具有第一線偏振P1，光束B2與光束B3分別具有橢圓偏振P3，光束B4與光束B5則分別具有第二線偏振P2。因此，來自液晶層330的這些光束B1~B5中，僅光束B1、光束B2與光束B3得以通過偏光片342並傳遞至顯示面板50，而光束B4與光束B5因其偏振方向平行於偏光片342的吸收軸A2軸向而被吸收。
如圖4所示，電控視角切換器300對於小角度（例如介於-20度至20度之間的入射角）的入射光束來說具有相對較高的穿透率，而對於大角度的入射光束來說則具有相對較低的穿透率。在本實施例中，相對於45度角入射的光束而言，電控視角切換器300對於入射角度大於45度的光束仍具有較高的穿透率，亦即，電控視角切換器300對於入射角大於45度的光束而言具有相對較差的濾光效果（或防窺效果）。特別一提的是，在本實施例中，透過視角限制器200的可視的角度設計在-45度至45度的範圍（即視角限制器200的可視角度為90度），可讓視角切換模組60具有較佳的防窺效果。然而，本發明不限於此，在另一實施例中，視角限制器200的可視的角度也可設計在-60度至60度的範圍（即視角限制器200的可視角度為120度），使顯示裝置操作在分享模式與防窺模式下的光學表現得以兼顧。在又一實施例中，視角限制器200的可視的角度也可設計在-70度至70度的範圍（即視角限制器200的可視角度為140度），如此有助於增加顯示裝置操作在分享模式下的可視角度。
特別說明的是，視角切換模組60可透過視角限制器200與電控視角切換器300的配合關係來調整其整體在大視角的濾光效果。換句話說，視角限制器200的配置有助於提升視角切換模組60的設計裕度，以滿足多樣化的應用需求。
進一步而言，電控視角切換器300還可選擇性地包括相位延遲膜350，設置在偏光片341與偏光片342之間。在本實施例中，相位延遲膜350可選擇性地設置於偏光片342與液晶層330之間，或相位延遲膜350可選擇性地設置於偏光片342與第二基板302之間，但本發明不以此為限，在其他實施例中，相位延遲膜350也可設置在偏光片341與第一基板301之間。在本實施例中，相位延遲膜350例如是C型板（C-plate）、負C型板（negative C-plate）、A型板（A-plate）、B型板（Bi-Axial plate）、O型板（O-plate）、或者是光軸彼此相交的兩A型板（A-plate）所構成的複合板，但本發明不以此為限。需說明的是，在本實施例中，相位延遲膜350的數量係以一個為例進行示範性地說明，並非以此而加以限制本發明。在另一實施例中，電控視角切換器300也可包括兩個B型板（Bi-Axial plate），其中一B型板位於偏光片341與液晶層330之間，或偏光片341與第一基板301之間，而另一B型板則位於偏光片342與第二基板302之間。
在另一實例中，如圖1至3所示，當電控視角切換器300的相位延遲膜350為C型板、A型板或B型板時，在分享模式時，可在第一導電層321與第二導電層322間施加一高於防窺模式的電位差，使液晶層330間的液晶分子LC的光軸大致垂直於方向D1與方向D2的方向，以抵銷相位延遲膜350在斜向視角(非方向D1與方向D2的方向)的濾光功能，以獲得更大的視角。
另一方面，如圖5所示，背光模組100可包括導光板110、擴散片120、稜鏡片130、反射片140以及光源150。導光板110具有出光面110a與連接出光面110a的入光面110b，其中光源150設置於導光板110設有入光面110b的一側，擴散片120與稜鏡片130設置於導光板110設有出光面110a的一側，且導光板110位於反射片140與擴散片120之間。特別一提的是，稜鏡片130具有多個光學微結構，且這些光學微結構設置在稜鏡片130朝向視角限制器200的一側面上。也就是說，具有防窺功能的顯示裝置10也可採用一般顯示裝置的背光模組，如此有助於降低顯示裝置10的製造成本。
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6是本發明的第二實施例的視角切換模組的部分膜層的示意圖。請參照圖6，本實施例的電控視角切換器300A與圖3的電控視角切換器300的差異在於：電控視角切換器300A的液晶層330的光軸軸向配置。在本實施例中，電控視角切換器300A的第一配向膜311的第一配向方向AL1與方向D1之間的夾角θ1可選擇性地大於70度且小於90度，而第二配向膜312的第二配向方向AL2與方向D1之間的夾角θ2可選擇性地大於70度且小於90度。也因此，夾設於第一配向膜311與第二配向膜312之間的液晶層330，其多個液晶分子LC係以扭轉形變（twist deformation）的方式排列於兩配向膜之間。換句話說，液晶層330的整體光軸軸向與方向D1（或者是多個第一擋牆210的排列方向）之間的夾角可介於70度至110度的範圍。
圖7是本發明的第三實施例的視角切換模組的部分膜層的示意圖。請參照圖7，本實施例的視角限制器200A與圖3的視角限制器200的差異在於：擋牆的配置方式。在本實施例中，視角限制器200A更包括複數個第二擋牆220，且這些第二擋牆220係沿著方向D2排列，且在方向D1上延伸，亦即，這些第二擋牆220與多個第一擋牆210交叉設置。據此，視角切換模組60A在方向D2上也可提供大角度的濾光效果，且採用視角切換模組60A的顯示裝置在方向D2上可具有無須電控切換的防窺功能，以滿足不同的產品設計需求。
圖8是本發明的第四實施例的視角切換模組的部分膜層的示意圖。請參照圖8，本實施例的視角限制器200B與圖3的視角限制器200的差異在於：擋牆的配置方式。詳細而言，視角限制器200B更包括複數個第二擋牆220與複數個第三擋牆230。這些第二擋牆220沿著方向D4排列，且分別與多個第一擋牆210與多個第三擋牆230相連接。這些第三擋牆230沿著方向D3排列，且分別與多個第一擋牆210與多個第二擋牆220相連接。從另一觀點而言，本實施例的視角限制器200B的擋牆係以蜂巢狀的樣式排列。據此，視角切換模組60B在方向D3與方向D4上也可提供大角度的濾光效果，且採用視角切換模組60B的顯示裝置在方向D3與方向D4上可分別具有無須電控切換的防窺功能，以滿足不同的產品設計需求。
圖9是本發明的第五實施例的顯示裝置操作在分享模式下的剖面示意圖。圖10及圖11是本發明的第五實施例的顯示裝置操作在兩種防窺模式下的剖面示意圖。請參照圖9，本實施例的顯示裝置11與前述實施例的顯示裝置10的主要差異在於：電控視角切換器的配置數量。在本實施例中，顯示裝置11的視角切換模組60C更包括電控視角切換器300B，且電控視角切換器300B設置於顯示面板50與電控視角切換器300之間。
特別說明的是，電控視角切換器300B的多個液晶分子LC的光軸軸向平行於方向D1、電控視角切換器300B的偏光片341的吸收軸A1軸向與電控視角切換器300B的偏光片342的吸收軸A2軸向平行於方向D2。換句話說，電控視角切換器300B可在方向D2上提供大角度的濾光效果。由於電控視角切換器300B的偏光片341的吸收軸A1軸向垂直於電控視角切換器300的偏光片342的吸收軸A2軸向，因此視角切換模組60C更包括二分之一波片360，且二分之一波片360設置在電控視角切換器300與電控視角切換器300B之間。然本發明不以此為限，在另一實施例中，電控視角切換器300B的偏光片341的吸收軸A1與偏光片342的吸收軸A2軸向可垂直於方向D2，意即電控視角切換器300B的偏光片341的吸收軸A1與偏光片342的吸收軸A2軸向平行於電控視角切換器300的偏光片342的吸收軸A2的軸向，其可省略二分之一波片的使用。
以下將針對顯示裝置11的多種操作模式進行示例性地說明。首先，當顯示裝置11操作在分享模式時，其電控視角切換器300的第一導電層321與第二導電層322之間不具有電位差，且多個液晶分子LC在無外加電場的驅動下係沿著方向D2進行排列，意即多個液晶分子LC的光軸平行於方向D2。然本發明不以此為限，在其他實施例中，多個液晶分子LC的光軸軸向與方向D1之間的夾角可介於70度至110度之間。相似地，電控視角切換器300B的第一導電層321與第二導電層322之間不具有電位差，且多個液晶分子LC在無外加電場的驅動下係沿著方向D1進行排列，意即多個液晶分子LC的光軸平行於方向D1。然本發明不以此為限，在其他實施例中，多個液晶分子LC的光軸軸向與方向D2之間的夾角可介於70度至110度之間。此時，自背光模組100發出的多道光束B1~B5在通過電控視角切換器300的偏光片341後各自具有第一線偏振P1。由於電控視角切換器300的液晶層330對於不同角度入射的多道光束B1~B5並未產生任何的相位延遲（phase retardation），因此多道光束B1~B5在通過電控視角切換器300的液晶層330後仍具有第一線偏振P1，致使這些光束B1~B5在通過偏光片342後可傳遞至二分之一波片360。
承接上述，由於二分之一波片360對於來自電控視角切換器300的多道光束B1~B5可產生特定的相位延遲，致使這些光束B1~B5的偏振態由第一線偏振P1轉變為第二線偏振P2並通過電控視角切換器300B的偏光片341。接著，由於電控視角切換器300B的液晶層330對於來自偏光片341的多道光束B1~B5並未產生任何的相位延遲，因此這些光束B1~B5在通過電控視角切換器300B的液晶層330後仍具有第二線偏振P2，致使這些光束B1~B5在通過電控視角切換器300B的偏光片342後可傳遞至顯示面板50。
請參照圖10，當顯示裝置11欲在方向D1上提供防窺效果時，其電控視角切換器300的第一導電層321與第二導電層322被致能而具有不同的電位，且兩導電層之間所形成的電場可驅使液晶層330的多個液晶分子LC轉動。此時，由於電控視角切換器300的液晶層330對於不同角度入射的多道光束B1~B5可產生不同的相位延遲，致使這些光束B1~B5在通過液晶層330後分別具有不同的偏振態。舉例來說，在通過液晶層330後，光束B1仍具有第一線偏振P1，光束B2與光束B3分別具有橢圓偏振P3，光束B4與光束B5則分別具有第二線偏振P2。因此，來自液晶層330的這些光束B1~B5中，僅光束B1、光束B2與光束B3得以通過偏光片342並傳遞至二分之一波片360，而光束B4與光束B5因其偏振方向平行於偏光片342的吸收軸A2軸向而被吸收。
承接上述，由於二分之一波片360對於來自電控視角切換器300的多道光束B1~B3可產生特定的相位延遲，致使這些光束B1~B3的偏振態由第一線偏振P1轉變為第二線偏振P2並通過電控視角切換器300B的偏光片341。接著，由於電控視角切換器300B被失能，使其液晶層330對於不同角度入射的多道光束B1~B3並未產生任何的相位延遲，因此這些光束B1~B3在通過電控視角切換器300B的液晶層330後仍具有第二線偏振P2，致使這些光束B1~B3在通過電控視角切換器300B的偏光片342後可傳遞至顯示面板50。如此，可縮小顯示裝置11在方向D1上的可視角度，以提供防窺效果。
另一方面，由圖11可知，當顯示裝置11欲在方向D2上提供防窺效果時，其電控視角切換器300被失能，使其液晶層330對於不同角度入射的多道光束B1~B5並未產生任何的相位延遲，因此這些光束B1~B5在通過電控視角切換器300的液晶層330後仍具有第一線偏振P1並通過偏光片342而傳遞至二分之一波片360。由於二分之一波片360對於來自電控視角切換器300的多道光束B1~B5可產生特定的相位延遲，致使這些光束B1~B5的偏振態由第一線偏振P1轉變為第二線偏振P2並通過電控視角切換器300B的偏光片341。
承接上述，由於電控視角切換器300B的第一導電層321與第二導電層322被致能而具有不同的電位，且兩導電層之間所形成的電場可驅使液晶層330的多個液晶分子LC轉動。此時，由於電控視角切換器300B的液晶層330對於不同角度入射的多道光束B1~B5可產生不同的相位延遲，致使這些光束B1~B5在通過電控視角切換器300B的液晶層330後分別具有不同的偏振態。舉例來說，在通過電控視角切換器300B的液晶層330後，光束B1仍具有第二線偏振P2，光束B2與光束B3分別具有橢圓偏振P3，光束B4與光束B5則分別具有第一線偏振P1。因此，來自電控視角切換器300B的液晶層330的這些光束B1~B5中，僅光束B1、光束B2與光束B3得以通過偏光片342並傳遞至顯示面板50，而光束B4與光束B5因其偏振方向平行於偏光片342的吸收軸A2軸向而被吸收。如此，可縮小顯示裝置11在方向D2上的可視角度，以提供防窺效果。
特別一提的是，如圖10及圖11所示，本實施例的視角限制器200A的多個第一擋牆210可與電控視角切換器300相配合以提升視角切換模組60C在方向D1上的濾光效果，而視角限制器200A的多個第二擋牆220可與電控視角切換器300B相配合以提升視角切換模組60C在方向D2上的濾光效果。然而，本發明不以此為限，在其他實施例中，具有兩個電控視角切換器的視角切換模組也可僅具有單一方向的擋牆配置。
綜上所述，在本發明一實施例的視角切換模組中，透過視角限制器的多個擋牆的延伸方向與電控視角切換器的液晶層的光軸軸向相配合，可有效提升大視角的濾光效果。另外，本發明一實施例的顯示裝置因採用上述一實施例的視角切換模組，在防窺模式與分享模式之間切換時，具有極佳的操作便利性，且視角切換模組在大視角的濾光能力有助於提升顯示裝置的防窺效果。
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。
10、11:顯示裝置 50:顯示面板 60、60A~60C:視角切換模組 100:背光模組 110:導光板 110a:出光面 110b:入光面 120:擴散片 130:稜鏡片 140:反射片 150:光源 200、200A、200B:視角限制器 201、202:基板 205:透光區 210~230:第一擋牆~第三擋牆 300、300A、300B:電控視角切換器 301:第一基板 302:第二基板 311:第一配向膜 312:第二配向膜 321:第一導電層 322:第二導電層 330:液晶層 341、342:偏光片 350:相位延遲膜 360:二分之一波片 A1、A2:吸收軸 AL1:第一配向方向 AL2:第二配向方向 B1~B7:光束 D1~D4:方向 LC:液晶分子 P1:第一線偏振 P2:第二線偏振 P3:橢圓偏振 θ1、θ2:夾角
圖1及圖2是本發明的第一實施例的顯示裝置分別操作在分享模式與防窺模式下的剖面示意圖。 圖3是圖1的視角切換模組的部分膜層的示意圖。 圖4是圖1的電控視角切換器的視角對穿透率的曲線圖。 圖5是圖1的背光模組的剖面示意圖。 圖6是本發明的第二實施例的視角切換模組的部分膜層的示意圖。 圖7是本發明的第三實施例的視角切換模組的部分膜層的示意圖。 圖8是本發明的第四實施例的視角切換模組的部分膜層的示意圖。 圖9是本發明的第五實施例的顯示裝置操作在分享模式下的剖面示意圖。 圖10及圖11是圖9的顯示裝置操作在兩種防窺模式下的剖面示意圖。
60:視角切換模組
200:視角限制器
205:透光區
210:第一擋牆
300:電控視角切換器
311:第一配向膜
312:第二配向膜
330:液晶層
341、342:偏光片
D1、D2:方向
LC:液晶分子
A1、A2:吸收軸
AL1:第一配向方向
AL2:第二配向方向
θ1、θ2:夾角

Claims (11)

  1. 一種視角切換模組，包括：一視角限制器，具有複數個第一擋牆，該些第一擋牆沿一第一方向排列且沿一第二方向延伸，該些第一擋牆的任兩相鄰者之間設有一透光區；以及一第一電控視角切換器，重疊設置於該視角限制器上方，其包括：一第一液晶層，該第一液晶層的光軸軸向與該第一方向之間具有90±20度的夾角；以及一第一偏光片與一第二偏光片，分別位於該第一液晶層的相對兩側，且該第一偏光片的吸收軸與該第二偏光片的吸收軸平行或垂直於該第一方向；其中該視角限制器具有一固定且單一的可視角度範圍。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的視角切換模組，其中各該第一擋牆於400nm至700nm之波長範圍內的穿透率小於50%。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的視角切換模組，其中該視角限制器更包括：複數個第二擋牆，該些第二擋牆沿該第二方向排列且在該第一方向上延伸。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的視角切換模組，更包括：一第二電控視角切換器，重疊設置於該視角限制器上方，其包括： 一第二液晶層，該第二液晶層的光軸軸向與該第二方向之間具有90±20度的夾角；以及一第三偏光片與一第四偏光片，分別位於該第二液晶層的相對兩側，且該第三偏光片的吸收軸與該第四偏光片的吸收軸平行於該第二偏光片的吸收軸。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的視角切換模組，更包括：一第二電控視角切換器，重疊設置於該視角限制器上方，其包括：一第二液晶層，該第二液晶層的光軸軸向與該第二方向之間具有90±20度的夾角；以及一第三偏光片與一第四偏光片，分別位於該第二液晶層的相對兩側，且該第三偏光片的吸收軸與該第四偏光片的吸收軸垂直於該第二偏光片的吸收軸；以及一二分之一波片，位於該第一電控視角切換器與該第二電控視角切換器之間。
  6. 如申請專利範圍第3項所述的視角切換模組，其中該視角限制器更包含沿一第三方向排列的複數個第三擋牆，其中該第三方向相交於該第一方向與該第二方向。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的視角切換模組，其中該第一電控視角切換器更包括一第一配向膜與一第二配向膜，該第一配向膜與該第二配向膜分別具有一第一配向方向與一第二配向方 向，且該第一配向方向與該第一方向之間具有90±20度的夾角，該第二配向方向與該第一方向之間具有90±20度的夾角。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的視角切換模組，其中該第一電控視角切換器更包括至少一相位延遲膜，設置於該第一偏光片與該第二偏光片之間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的視角切換模組，其中該至少一相位延遲膜位於該第一偏光片與該第二偏光片的其中一者與該第一液晶層之間，且該至少一相位延遲膜為負C型板、O型板或光軸彼此相交的兩A型板所構成的複合板。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的視角切換模組，其中該至少一相位延遲膜包括一第一B型板與一第二B型板，該第一B型板位於該第一偏光片與該第一液晶層之間，該第二B型板位於該第二偏光片與該第一液晶層之間。
  11. 一種顯示裝置，包括：一顯示面板；一視角限制器，重疊設置於該顯示面板且具有複數個第一擋牆，該些第一擋牆沿一第一方向排列且沿一第二方向延伸，該些第一擋牆的任兩相鄰者之間設有一透光區；以及一第一電控視角切換器，重疊設置於該視角限制器上方，其包括：一第一液晶層，該第一液晶層的光軸軸向與該第一方向之間具有90±20度的夾角；以及 一第一偏光片與一第二偏光片，分別位於該第一液晶層的相對兩側，且該第一偏光片的吸收軸與該第二偏光片的吸收軸平行於該第一方向；其中該視角限制器具有一固定且單一的可視角度範圍。
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