TWI831695B

TWI831695B - 防窺顯示裝置

Info

Publication number: TWI831695B
Application number: TW112118496A
Authority: TW
Inventors: 徐嘉均; 郭玉苹; 鄭孝威
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2023-05-18
Filing date: 2023-05-18
Publication date: 2024-02-01

Abstract

一種防窺顯示裝置，包括至少一顯示面板以及視角控制模組。視角控制模組包括依序層疊配置的第一偏光層、第一液晶層、第二偏光層、第一負C補償膜、第二液晶層以及第三偏光層。第一液晶層以及第二液晶層的相位延遲落在700 nm至1200 nm的範圍內，且第一負C補償膜的Rth值落在30~300 nm的範圍內。

Description

防窺顯示裝置

本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種防窺顯示裝置。

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，需要對可視方向進行限制。例如，近年車用防窺螢幕的需求逐漸開始增加，主要是期望在副駕乘客享受影音設施的同時，屏蔽駕駛者的視角（即主駕駛防窺），避免影響駕乘安全。換句話說，需要有不對稱的視角。另外，當沒有行車安全疑慮時，又希望駕駛者與副駕乘客可以同時觀看螢幕。而現有市面上防窺切換技術皆為對稱視角，且無法針對某些特定視角的亮度進行限制。如何針對特定視角防窺，並避免大角度的漏光現象，成為亟需解決的問題。

本發明提供一種防窺顯示裝置，能夠針對特定視角防窺，且能夠大幅改善大角度的漏光現象。

根據本發明一實施例，提供一種防窺顯示裝置，包括至少一顯示面板以及視角控制模組。視角控制模組包括依序層疊配置的第一偏光層、第一液晶層、第二偏光層、第一負C補償膜、第二液晶層以及第三偏光層。視角控制模組具有靠近第一偏光層的第一側以及靠近第三偏光層的第二側，且該至少一顯示面板配置於視角控制模組的第一側或/和配置於視角控制模組的第二側。第一液晶層以及第二液晶層的相位延遲落在700 nm至1200 nm的範圍內，且第一負C補償膜的Rth值落在30~300 nm的範圍內。

基於上述，本發明實施例提供的防窺顯示裝置利用雙TN液晶結構，提供良好的防窺能力，並利用補償膜改善大角度漏光問題。雙TN液晶層的相位延遲落在700 nm至1200 nm的範圍內，使得正視角的亮度以及色度不會在防窺模式與分享模式之間出現大幅差異。補償膜的Rth值落在30~300 nm的範圍內，避免大角度漏光現象。

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。

參照圖1A，根據本發明一實施例，提供一種防窺顯示裝置100，包括顯示面板101以及視角控制模組102。視角控制模組102包括依序層疊配置的偏光層P1、液晶層LC1、偏光層P2、負C補償膜C1、液晶層LC2以及偏光層P3。

視角控制模組102具有靠近偏光層P1的第一側S1以及靠近偏光層P3的第二側S2，且顯示面板101配置於視角控制模組102的第一側S1。

顯示面板101為自發光顯示面板，例如有機發光二極體顯示面板或是微發光二極體顯示面板。液晶層LC1以及液晶層LC2內的液晶分子為扭轉向列型液晶（TN液晶）。本發明各實施例利用視角控制模組102中的TN液晶在驅動時的灰階視角不對稱性，達到對特定視角防窺的防窺模式。並且，當TN液晶不驅動時，顯示模式恢復為不限制特定視角的分享模式。

應當先定義的是，防窺顯示裝置100被放置在X-Y平面上，其中+X方向具有方位角0度，+Y方向具有方位角90度，-X方向具有方位角180度，-Y方向具有方位角270度。+Z方向具有視角0度，即正視角方向。

在本發明的一些實施例中，液晶層LC1以及液晶層LC2的相位延遲皆是落在700 nm至1200 nm的範圍內，以維持正視角亮度，避免切換為防窺模式時的亮度衰減過多。進一步地，為了改善上述雙TN液晶層（液晶層LC1以及液晶層LC2）因過相位而產生的大角度漏光現象，配置了負C補償膜C1，並將其Rth值（對於550 nm）配置為落在30~300 nm的範圍內。

在一些較佳的實施例中，液晶層LC1以及液晶層LC2的相位延遲皆是配置在872 nm±100 nm的範圍內，使得正視角的亮度與色度皆能表現良好。在這樣的情況下，負C補償膜C1的Rth值（對於550 nm）則被配置為落在200~300 nm的範圍內。

具體請參照圖1B，其繪示圖1A所示實施例的防窺顯示裝置在防窺模式下的各視角相對亮度示意圖。可以看到，若視角控制模組102僅包括偏光層P1、液晶層LC1、偏光層P2、液晶層LC2以及偏光層P3，未配置有負C補償膜C1，則在大視角會出現明顯漏光，如圖1B的實線曲線所示。當視角控制模組102如圖1A所示配置有負C補償膜C1，且負C補償膜C1的Rth值為100 nm，大視角漏光的問題得到改善。當負C補償膜C1的Rth值為200 nm或300 nm，大視角漏光的問題得到更大的改善。應當說明的是，在圖1A所示的實施例中，負C補償膜C1配置於偏光層P2以及液晶層LC2之間，但是本發明不以此為限，在一些實施例中，負C補償膜C1被配置在液晶層LC1以及偏光層P2之間，並提供如圖1A所示實施例相同的改善大角度漏光的功效。

請重新參照圖1A，在本實施例中，偏光層P1具有第一穿透方向T1，液晶層LC1具有第一配向方向D1以及第二配向方向D2，偏光層P2具有第二穿透方向T2，液晶層LC2具有第三配向方向D3以及第四配向方向D4，偏光層P3具有第三穿透方向T3，且第二穿透方向T2具備方位角180度，垂直第一穿透方向T1（具備方位角270度）以及第三穿透方向T3（具備方位角90度）。偏光層P1以及偏光層P2是以E模式貼附液晶層LC1，液晶層LC1內的TN液晶分子的慢軸方向由下至上從方位角270度逐漸轉到方位角180度。偏光層P2以及偏光層P3是以E模式貼附液晶層LC2，液晶層LC2內的TN液晶分子的慢軸方向由下至上從方位角180度逐漸轉到方位角90度，但是本發明不以此為限。

為了充分說明本發明的各種實施態樣，將在下文描述本發明的其他實施例。在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。

參照圖1C，根據本發明一實施例，提供一種防窺顯示裝置200，包括顯示面板201、光源模組BL以及視角控制模組102，視角控制模組102位於顯示面板201以及光源模組BL之間。顯示面板201為非自發光的液晶顯示面板，包括液晶層LC以及偏光層P4，且配置於視角控制模組102的第二側S2。偏光層P4具備第四穿透方向T4，且用做為液晶顯示面板201的上偏光層，第四穿透方向T4具備方位角180度，與視角控制模組102的偏光層P3的第三穿透方向T3相正交。

本實施例的視角控制模組102中的各膜層與圖1A所示實施例的視角控制模組102中的各膜層具有相同的配置，於此不贅述。在本實施例中，液晶層LC1以及液晶層LC2的相位延遲皆是落在700 nm至1200 nm的範圍內，以維持正視角亮度，避免切換為防窺模式時的亮度衰減過多。並將負C補償膜C1的Rth值配置為落在30~300 nm的範圍內，改善雙TN液晶層的大角度漏光現象。在一些較佳的實施例中，液晶層LC1以及液晶層LC2的相位延遲皆是配置在872 nm±100 nm的範圍內，使得正視角的亮度與色度皆能表現良好。對於大角度漏光問題的改善，則將負C補償膜C1的Rth值配置為落在200~300 nm的範圍內。

參照圖2A，根據本發明一實施例，提供一種防窺顯示裝置300，包括顯示面板101以及視角控制模組302。視角控制模組302包括依序層疊配置的偏光層P1、液晶層LC1、負C補償膜C2、偏光層P2、負C補償膜C3、液晶層LC2以及偏光層P3。

本實施例與圖1A所示實施例主要不同在於，在圖1A中由負C補償膜C1所提供的相位延遲改以負C補償膜C2以及負C補償膜C3來達成，且負C補償膜C2以及負C補償膜C3分別位於偏光層P2的相對兩側，使視角控制模組302能夠有較佳的應力平衡，提高結構穩定性。

在本實施例中，液晶層LC1以及液晶層LC2的相位延遲皆是落在700 nm至1200 nm的範圍內，以維持正視角亮度，避免切換為防窺模式時的亮度衰減過多。並將負C補償膜C2的Rth值以及負C補償膜C3的Rth值的和配置為落在30~300 nm的範圍內，改善雙TN液晶層的大角度漏光現象。在一些較佳的實施例中，液晶層LC1以及液晶層LC2的相位延遲皆是配置在872 nm±100 nm的範圍內，使得正視角的亮度與色度皆能表現良好。對於大角度漏光問題的改善，則將負C補償膜C2的Rth值以及負C補償膜C3的Rth值的和配置為落在200~300 nm的範圍內。

具體請參照圖2B，其繪示圖2A所示實施例的防窺顯示裝置在防窺模式下的各視角相對亮度示意圖。可以看到，若視角控制模組302僅包括偏光層P1、液晶層LC1、偏光層P2、液晶層LC2以及偏光層P3，而未配置有負C補償膜C2以及負C補償膜C3，則在大視角會出現明顯漏光，如圖2B的實線曲線所示。當視角控制模組302如圖2A所示配置有負C補償膜C2以及負C補償膜C3，且負C補償膜C2的Rth值以及負C補償膜C3的Rth值的和為200 nm，則大視角漏光的問題得到明顯的改善，且上述改善效果相當於圖1A以及圖1B所示設置單一片Rth值為200 nm的負C補償膜C1的改善效果，且相較於圖1A所示結構具有更佳的結構應力平衡。

在未繪示的一些實施例中，還提供一種防窺顯示裝置，包括液晶顯示面板、光源模組以及視角控制模組302，視角控制模組302位於液晶顯示面板以及光源模組之間。液晶顯示面板配置於視角控制模組302的第二側S2，光源模組配置於視角控制模組302的第一側S1。

參照圖3A，根據本發明一實施例，提供一種防窺顯示裝置400，包括顯示面板101以及視角控制模組402。視角控制模組402包括依序層疊配置的偏光層P1、液晶層LC1、偏光層P2、負C補償膜C4、液晶層LC2以及偏光層P3。顯示面板101配置於視角控制模組402的第一側S1。

在本實施例中，第二穿透方向T2示例為具備方位角205度，第一穿透方向T1示例為具備方位角115度，即，第二穿透方向T2垂直第一穿透方向T1。偏光層P1以及偏光層P2是以E模式貼附液晶層LC1，液晶層LC1內的TN液晶分子的慢軸方向由下至上從方位角115度逐漸轉到方位角205度。

第三穿透方向T3示例為具備方位角90度。偏光層P2以及偏光層P3是以O模式貼附液晶層LC2，液晶層LC2內的TN液晶分子的慢軸方向由下至上從方位角115度逐漸轉到方位角180度。第三配向方向D3與第四配向方向D4之間的夾角為65度。第二穿透方向T2與第三穿透方向T3之間的夾角亦為65度。

在本實施例中，液晶層LC1以及液晶層LC2的相位延遲皆是配置在872 nm±100 nm的範圍內，使得正視角的亮度與色度皆能表現良好。對於大角度漏光問題的改善，則將負C補償膜C4的Rth值配置為落在100~150 nm的範圍內。

具體參照圖3B，其繪示圖3A所示實施例的防窺顯示裝置在防窺模式下的各視角相對亮度示意圖。可以看到，若視角控制模組402僅包括偏光層P1、液晶層LC1、偏光層P2、液晶層LC2以及偏光層P3，未配置有負C補償膜C4，則在大視角會出現明顯漏光，如圖3B的實線曲線所示。同樣參照圖3B，當視角控制模組402如圖3A所示配置有負C補償膜C4，且負C補償膜C4的Rth值為50 nm、100 nm或150 nm，大視角漏光的問題能得到顯著的改善。

但是本發明不以圖3A所示的架構為限，在一些實施例中，偏光層P2以及偏光層P3是以O模式貼附液晶層LC2，且第二穿透方向T2與第三穿透方向T3之間的夾角落在45度至75度之間，負C補償膜C4的Rth值可以被配置為落在30~180 nm的範圍內，用以避免大角度漏光的問題。在一些實施例中，偏光層P2以及偏光層P3是以O模式貼附液晶層LC2，且第二穿透方向T2與第三穿透方向T3之間的夾角落在60度至70度之間，負C補償膜C4的Rth值可以被配置為落在100~150 nm的範圍內，用以避免大角度漏光的問題。

在未繪示的一些實施例中，還提供一種防窺顯示裝置，包括液晶顯示面板、光源模組以及視角控制模組402，視角控制模組402位於液晶顯示面板以及光源模組之間。液晶顯示面板配置於視角控制模組402的第二側S2，光源模組配置於視角控制模組402的第一側S1。

參照圖4，根據本發明一實施例，提供一種防窺顯示裝置500，包括顯示區A1以及顯示區A2，並包括透明保護層CL、顯示面板101、顯示面板201、光源模組BL以及視角控制模組502。顯示面板101為自發光顯示面板。顯示面板201為非自發光的液晶顯示面板，包括液晶層LC以及偏光層P4。偏光層P4具備第四穿透方向T4，且用做為液晶顯示面板201的上偏光層，第四穿透方向T4具備方位角180度。

在顯示區A1中，自發光顯示面板101配置於視角控制模組502的第一側S1。在顯示區A2中，液晶顯示面板201配置於視角控制模組502的第二側S2。視角控制模組502可以由上述實施例中的視角控制模組102、302或402中的任一者來實現。

參照圖5，根據本發明一實施例，提供一種防窺顯示裝置600，包括顯示區A1以及顯示區A2，並包括透明保護層CL、顯示面板101、顯示面板301、光源模組BL以及視角控制模組602。顯示面板101為自發光顯示面板。顯示面板301為非自發光的液晶顯示面板，包括液晶層LC以及偏光層P5。偏光層P5具備第五穿透方向T5，且用做為液晶顯示面板301的下偏光層，第五穿透方向T5具備方位角180度。

在顯示區A1中，自發光顯示面板101配置於視角控制模組602的第一側S1。在顯示區A2中，液晶顯示面板301配置於視角控制模組602的第一側S1。視角控制模組602可以由上述實施例中的視角控制模組102、302或402中的任一者來實現。

綜上所述，本發明實施例提供的防窺顯示裝置利用雙TN液晶結構，提供良好的防窺能力，並利用補償膜改善大角度漏光問題。雙TN液晶層的相位延遲落在700 nm至1200 nm的範圍內，使得正視角的亮度以及色度不會在防窺模式與分享模式之間出現大幅差異。補償膜的Rth值落在30~300 nm的範圍內，改善大角度漏光現象。

100、200、300、400、500、600:防窺顯示裝置 101、201、301:顯示面板 102、302、402、502、602:視角控制模組 A1:顯示區 A2:顯示區 BL:光源模組 CL:透明保護層 D1:第一配向方向 D2:第二配向方向 D3:第三配向方向 D4:第四配向方向 C1、C2、C3、C4:負C補償膜 LC1、LC2、LC:液晶層 P1、P2、P3、P4、P5:偏光層 S1:第一側 S2:第二側 T1:第一穿透方向 T2:第二穿透方向 T3:第三穿透方向 T4:第四穿透方向 T5:第五穿透方向 X、Y、Z:方向

圖1A、圖1C、圖2A、圖3A、圖4以及圖5是根據本發明實施例的防窺顯示裝置示意圖。圖1B、圖2B以及圖3B為根據本發明實施例的防窺顯示裝置的各視角相對亮度示意圖。

100:防窺顯示裝置

101:顯示面板

102:視角控制模組

D1:第一配向方向

D2:第二配向方向

D3:第三配向方向

D4:第四配向方向

C1:負C補償膜

LC1、LC2:液晶層

P1、P2、P3:偏光層

S1:第一側

S2:第二側

T1:第一穿透方向

T2:第二穿透方向

T3:第三穿透方向

X、Y、Z:方向

Claims

一種防窺顯示裝置，包括：至少一顯示面板；以及視角控制模組，包括依序層疊配置的第一偏光層、第一液晶層、第二偏光層、第一負C補償膜、第二液晶層以及第三偏光層，其中所述視角控制模組具有靠近所述第一偏光層的第一側以及靠近所述第三偏光層的第二側，且所述至少一顯示面板配置於所述視角控制模組的所述第一側或/和配置於所述視角控制模組的所述第二側，其中所述第一液晶層以及所述第二液晶層的相位延遲落在700 nm至1200 nm的範圍內，且所述第一負C補償膜的Rth值落在30~300 nm的範圍內。
如請求項1所述的防窺顯示裝置，其中所述第一液晶層以及所述第二液晶層的相位延遲落在872 nm±100 nm的範圍內。
如請求項1所述的防窺顯示裝置，其中所述第一偏光層具有第一穿透方向，所述第一液晶層具有第一配向方向以及第二配向方向，所述第二偏光層具有第二穿透方向，所述第二液晶層具有第三配向方向以及第四配向方向，所述第三偏光層具有第三穿透方向，且所述第二穿透方向不平行所述第一穿透方向以及所述第三穿透方向。
如請求項3所述的防窺顯示裝置，其中所述第二穿透方向垂直所述第一穿透方向以及所述第三穿透方向，且所述第一負C補償膜的Rth值落在200~300 nm的範圍內。
如請求項4所述的防窺顯示裝置，其中所述第一偏光層以及所述第二偏光層是以E模式貼附所述第一液晶層，第二偏光層以及第三偏光層是以E模式貼附所述第二液晶層。
如請求項3所述的防窺顯示裝置，其中所述第二穿透方向垂直所述第一穿透方向以及所述第三穿透方向，且所述視角控制模組還包括配置在所述第一液晶層以及所述第二偏光層之間的第二負C補償膜，所述第一負C補償膜以及所述第二負C補償膜的Rth值的和落在200~300 nm的範圍內。
如請求項3所述的防窺顯示裝置，其中所述第二穿透方向垂直所述第一穿透方向，所述第一偏光層以及所述第二偏光層是以E模式貼附所述第一液晶層，第二偏光層以及第三偏光層是以O模式貼附所述第二液晶層。
如請求項7所述的防窺顯示裝置，其中所述第二穿透方向與所述第三穿透方向之間的夾角落在45度至75度之間，且所述第一負C補償膜的Rth值落在30~180 nm的範圍內。
如請求項7所述的防窺顯示裝置，其中所述第二穿透方向與所述第三穿透方向之間的夾角落在60度至70度之間，且所述第一負C補償膜的Rth值落在100~150 nm的範圍內。
如請求項1所述的防窺顯示裝置，其中所述至少一顯示面板為自發光顯示面板，且所述自發光顯示面板配置於所述第一側。
如請求項1所述的防窺顯示裝置，還包括第一顯示區以及第二顯示區，在所述第一顯示區中，所述至少一顯示面板包括配置於所述第一側的自發光顯示面板，在所述第二顯示區中，所述至少一顯示面板包括配置於所述第二側的液晶顯示面板。
如請求項1所述的防窺顯示裝置，還包括第一顯示區以及第二顯示區，在所述第一顯示區中，所述至少一顯示面板包括配置於所述第一側的自發光顯示面板，在所述第二顯示區中，所述至少一顯示面板包括配置於所述第一側的液晶顯示面板。