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CN111338105A - 显示器 - Google Patents

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CN111338105A
CN111338105A CN201811554494.2A CN201811554494A CN111338105A CN 111338105 A CN111338105 A CN 111338105A CN 201811554494 A CN201811554494 A CN 201811554494A CN 111338105 A CN111338105 A CN 111338105A
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CN
China
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optical adjustment
adjustment layer
display
width
backlight module
Prior art date
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Pending
Application number
CN201811554494.2A
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English (en)
Inventor
潘奕凯
许玮宗
陈春芳
颜素桢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Innolux Corp
Original Assignee
Innolux Display Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Innolux Display Corp filed Critical Innolux Display Corp
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Priority to US16/687,612 priority patent/US11280954B2/en
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Abstract

本发明公开了一种显示器，其包括视角控制面板及背光模块。所述背光模块设置于所述视角控制面板下，且包括光源及光学调整层。所述光学调整层包括第一表面、第二表面以及多个开口。所述第二表面与所述第一表面相对设置且邻近所述光源。所述多个开口贯穿所述光学调整层。

Description

显示器
技术领域
本发明是有关于一种显示器，特别是指一种可控制视角的显示器。
背景技术
显示器可具有防窥功能，让只有位于防窥显示器屏幕正前方的用户才能看清楚屏幕，两侧的人只要视角超过一定角度，便较难看清楚显示器屏幕所显示的信息。这项科技期望能应用于银行提款机以降低输入密码被偷窥的几率，用于海关以降低个人隐私资料被偷窥的几率，或用于笔记本电脑以降低他人看到机密资料的几率等用途。
然而，相关技术中的显示器的防窥功能仍待改善。
发明内容
本发明的实施例提供一种显示器，其包括视角控制面板及背光模块。所述背光模块设置于所述视角控制面板下，且包括光源及光学调整层。所述光学调整层包括第一表面、第二表面以及多个开口。所述第二表面与所述第一表面相对设置且邻近所述光源。所述多个开口贯穿所述光学调整层。
附图说明
图1A是本发明实施例的显示器的侧视示意图。
图1B是图1A的光学调整层的侧视示意图。
图2为根据本发明某些实施例的光学调整层的剖面示意图。
图3为根据本发明某些实施例的光学调整层的剖面示意图。
图4为根据本发明某些实施例的光学调整层的剖面示意图。
图5是本发明另一实施例的背光模块的示意图。
图6是本发明另一实施例的背光模块的示意图。
图7是本发明另一实施例的背光模块的示意图。
图8是本发明另一实施例的背光模块的示意图。
图9是本发明另一实施例的背光模块的示意图。
具体实施方式
当述及一第一材料层设置于一第二材料层上或之上时，包括第一材料层与第二材料层直接接触的情形。或者，亦可能间隔有一或更多其它材料层的情形，在此情形中，第一材料层与第二材料层之间可能不直接接触。
在此，「约」、「大约」、「大抵」「实质」的用语通常表示在一给定值或范围的20％之内，较佳是10％之内，且更佳是5％之内，或3％之内，或2％之内，或1％之内，或0.5％之内。在此给定的数量为大约的数量，亦即在没有特定说明「约」、「大约」、「大抵」的情况下，仍可隐含「约」、「大约」、「大抵」的含义。
图1A是根据本发明内容的一实施例的显示器1的侧视示意图。显示器1包括面板10、视角控制面板12及背光模块14。一些实施例中，显示器1例如可为软性显示器(flexibledisplay)、触控显示器(touch display)、曲面显示器(curved display)、或折迭显示器，但本发明并不以此为限。在本发明中，防窥能力可定义为45°视角的辉度相对于0°视角(例如正视角)的辉度的比值，比值越低通常代表显示器具有越佳的防窥能力，但不限于此。在以下发明中使用辉度(luminance)和品味来定义显示器的不同实施例的效能。在某些实施例中，本发明所述的辉度可为比较显示器画面中特定位置(例如量测5个位置)或区域中相对于全白画面(例如255灰阶)的相对亮度，但本发明不限于此。品味可表示显示质量，包括条纹、亮点、明暗分布均匀度。
显示器1可运作于防窥模式(privacy mode)或共享模式(sharing mode)。在防窥模式中，只有在显示器1正前方的观看者可以看到较清楚的画面(例如画面亮度较高)，在显示器1斜前方(例如从大于视角45度的位置观看)的观看者则看到较不清楚的画面(例如画面较暗、或画面被遮蔽图案挡住)。在共享模式中，显示器1正前方和斜前方的观看者都可以看到较清楚的画面。
在本发明中，为了简洁说明，故图式省略部分的组件。图式中的部分组件也可被省略而作为本发明的其他实施例。此外，虽然图式为了简洁仅绘示一层，实际上此层可包含多个子层，但不限于此。但实际上根据某些实施方式，面板10可包括第一偏光层100、第一基板102、显示介质层104、第二基板106、及第二偏光层108。第一偏光层100可与第二偏光层108相对设置。第一偏光层100、及/或第二偏光层108可为亮面、或雾面。第一基板102及、或第二基板106可设置于第一偏光层100与第二偏光层108之间。在某些实施例中，第一基板102及、或第二基板106可包含玻璃基板、高分子基板、其他适当的基板或其组合。在其他实施例中，第一基板102可包含滤光层或其他适当的膜层。第二基板106可包含主动组件层、被动组件层、其他适当的膜层、或其组合。
显示介质层104可设置于第一基板102与第二基板106之间。显示介质层104可包含液晶分子层、其他适当的显示介质层、或其组合，但不限于此。在一实施例中，视角控制面板12可设置于面板10与背光模块14之间，可用于控制防窥模式和共享模式之间的切换。在其他实施例中，面板10可设置于视角控制面板12与背光模块14之间，但不限于此。视角控制面板12可包括第三偏光层120、第一补偿膜122、第三基板124、视角控制层126、第四基板128、第二补偿膜130、及第四偏光层132。视角控制面板12可在防窥模式与共享模式之间切换。第三偏光层120可与第四偏光层132相对设置。第三基板124及第四基板128可设置于第三偏光层120与第四偏光层132之间。视角控制层126可设置于第三基板124与第四基板128之间。在某些实施例中，视角控制层126的材料可包括液晶分子、或其他适当的材料，但不限于此。举例来说，可对视角控制层126施加电场以切换至防窥模式或共享模式。第一补偿膜122可设置于第二基板106与第三基板124之间，但不限于此。第二补偿膜130可设置于第四偏光层132与第四基板128之间，但不限于此。在其他实施例中，可省略第一补偿膜122与第二补偿膜130中的其中一者。第一补偿膜122与第二补偿膜130厚度方向延迟量(retardation inthickness,Rth)的总和可介于40纳米(nm)至1200纳米，但不限于此。在一些实施例中，第三基板124与第四基板128的配向方向(rubbing direction)可为实质上平行或实质上反向平行(anti-parallel)，但不限于此。视角控制层126的相位延迟量可介于400纳米至1200纳米之间，但不限于此。
第三偏光层120和第四偏光层132可分别为亮面或雾面。在某些实施例中可以省略第二偏光层108及第三偏光层120中的其中一者使显示器1更轻薄。在某些实施例中，背光模块14可包括光源150、光学调整层140、及导光板(light guiding plate,LGP)142。光源150可邻设于导光板142。光学调整层140可设置于导光板142上。在某些实施例中，背光模块14可更包含反射片144。导光板142可设置于反射片144与光学调整层140之间。光源150可包含有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)、量子点(quantum dot,QD)、荧光(fluorescence)材料、磷光(phosphor)材料、发光二极管(light-emitting diode,LED)、微型发光二极管(micro light-emitting diode or mini light-emitting diode)、量子点发光二极管(quantum dot light-emitting diode,QLED)、或其组合，但不限于此。导光板142可包含网点结构、微结构、或其他适当的结构。网点结构可以设置在导光板142靠近反射片144的一侧，微结构可设置在导光板142远离反射片144的一侧，但不限于此。在某些实施例中，导光板142可包含高分子导光板、玻璃导光板、及/或空气导光板，但不限于此。
光学调整层140可遮挡部分的光并让部分的光通过，光学调整层可增加显示画面的亮度或增加防窥效果。举例来说，光学调整层140可调整背光模块14的出光角度。请参考图1B，光学调整层140可包括多个开口1404及遮挡部分1406。光学调整层140的开口1404可实质上沿第一方向D1(可例如为X方向)或第二方向D2(可例如为Y方向)延伸。第一方向D1可实质上垂直第二方向D2，但不限于此。当光学调整层140的开口1404实质上沿第一方向D1延伸时，可至少增加第二方向D2的防窥效果。当光学调整层140的开口1404实质上沿第二方向D2延伸时，可至少增加第一方向D1的防窥效果。在其他实施例中，光学调整层140的开口1404也可沿不同于第一方向D1及第二方向D2的方向延伸而增加不同视角的防窥效果，但不限于此，例如开口1404的延伸方向O与光学调整层140的一边缘E1夹出的角度θ可介于30°至150°之间，例如60°、80°、90°、100°、110°、或120°。本发明的光学调整层140可过滤部分光线，进而提升防窥效果。
图2、图3、及图4为根据图1B中沿AA线段的光学调整层的剖面示意图。根据显示器1的需求可以选择光学调整层240、光学调整层340、光学调整层440、或其组合作为光学调整层140，但不限于此。
图2绘示根据本发明某些实施例的光学调整层240的剖面示意图。光学调整层240可包括多个开口2404和多个遮挡部分2406。遮挡部分2406的材料可包含黑色矩阵(blackmatrix)材料或其他适当的遮光材料，但不限于此。开口2404可贯穿光学调整层240。开口2404在第一表面2400的第一宽度W1可不同于开口2404在第二表面2402的第二宽度W2。举例来说，第一宽度W1可小于第二宽度W2。在本发明中，开口2404的第一宽度W1及第二宽度W2可定义为沿实质上垂直开口2404延伸方向的方向所量测的最大宽度，但不限于此。在某些实施方式中，遮挡部分2406在第一表面2400及/或第二表面2402上可能不平滑，因此较难定义出第一宽度W1及第二宽度W2。可将开口2404相邻的两遮挡部分2406在第一表面2400的中心区域联机，此虚拟线段通过开口2404的长度即为第一宽度W1。依此类推，第二宽度W2则以相邻的两遮挡部分2406在第二表面2402的中心区域联机作为虚拟线段来量测。下述各种实施例的开口宽度也可依此方式量测，后续将不再赘述。在某些实施例中，第一宽度W1的范围可介于0.005毫米(mm)至0.015毫米，第二宽度W2的范围可介于0.010毫米至0.020毫米，但不限于此。当光线通过光学调整层240时，遮挡部分2406可将部分光线遮住，开口2404可让部分光线通过。开口2404可具有倾斜角度θA、及/或倾斜角度θB。在某些实施例中倾斜角度θA可实质上相同于或不同于倾斜角度θB。倾斜角度θA的范围可介于30°与89°之间，例如40°、50°、60°、70°、或80°。倾斜角度θB的范围可介于30°与89°之间，例如40°、50°、60°、70°、或80°，但不限于此。通过光学调整层240的光线的行进方向可介于实质上沿光学调整层240的法线方向±倾斜角度θA、及/或光学调整层240的法线方向±倾斜角度θB的范围之间。开口2404的间距PA的范围可介于0.04毫米(mm)至0.08毫米(mm)之间，例如0.05毫米、0.06毫米、或0.07毫米。在本发明中，间距PA的量测方式可为在俯视方向上开口2404的中心至相邻开口2404的中心之间的距离。或者，间距PA的量测方式可为在俯视方向上开口2404在第一表面2400的一侧边至相邻开口2404在第一表面2400的对应侧边之间的距离，但不限于此。下述各种实施例的开口间距也可依此方式量测，后续将不再赘述。
图3绘示根据本发明某些实施例的光学调整层340的剖面示意图。光学调整层340可大致与光学调整层240类似。光学调整层340可包括多个开口3404和多个遮挡部分3406，开口3404在第一表面3400的第一宽度W1可大于开口3404在第二表面3402的第二宽度W2。开口3404可具有倾斜角度θc及倾斜角度θD。在某些实施例中，倾斜角度θC可实质上相同于或不同于倾斜角度θD。倾斜角度θC的范围可介于91°与150°之间，例如95°、105°、115°、125°、或135°。倾斜角度θD的范围可介于91°与150°之间，例如95°、105°、115°、125°、或135°，但不限于此。开口3404的间距PB的范围可介于0.04毫米至0.08毫米之间，例如0.05毫米、0.06毫米、或0.07毫米。在某些实施例中，第一宽度W1的范围可介于0.005毫米(mm)至0.015毫米，第二宽度W2的范围可介于0.010毫米至0.020毫米，但不限于此。
图4绘示根据本发明某些实施例的光学调整层440的剖面示意图。光学调整层440可大致与光学调整层240类似。光学调整层440可包括多个开口4404和多个遮挡部分4406。开口4404在第一表面4400的第一宽度W1可实质上相同于开口3404在第二表面4402的第二宽度W2。开口4404可包含倾斜角度θE及倾斜角度θF。在某些实施例中，倾斜角度θE可实质上相同于或不同于倾斜角度θF。倾斜角度θE的范围可实质上相等于90°。倾斜角度θF的范围可实质上相等于90°。开口4404的间距PC的范围可介于0.04毫米至0.08毫米之间，例如0.05毫米、0.06毫米、或0.07毫米。
图5是根据本发明另一实施例的背光模块54的剖面示意图。背光模块54可以用于置换图1中的背光模块14。背光模块54可包括光学调整层140、增亮膜(dual brightnessenhancement film,DBEF)540、导光板142、光源150、和反射片144。导光板142可设置于反射片144与增亮膜540之间。增亮膜540可设置于导光板142与光学调整层140之间。光源150可邻设于导光板142。增亮膜540可具集光增亮效果。由于光线穿过光学调整层140时一部分的光线会被遮住导致辉度下降，这时设置于光学调整层140之下的增亮膜540可以先将光线的辉度提升而使光线通过光学调整层140后，辉度不会大幅下降。
图6是根据本发明另一实施例的背光模块64的剖面示意图。背光模块64可以用于置换图1中的背光模块14。背光模块64可包括增亮膜640、光学调整层140、导光板142、光源150和反射片144。光学调整层140可设置于导光板142与增亮膜640之间。导光板142可设置于反射片144与光学调整层140之间。光源150可邻设于导光板142。在某些情况下，光线穿过光学调整层140时可能会产生摩尔(Moire)条纹。当增亮膜640设置于光学调整层140之上时可以帮助扩散或平缓所产生的摩尔条纹，并且增加视角的范围，有利于共享模式。在某些实施例中可以使用上扩散片(未图示)代替增亮膜640。
图7是根据本发明另一实施例的背光模块74的剖面示意图。背光模块74可以用于置换图1中的背光模块14。背光模块74包括设置的光学调整层140、复合棱镜片膜740、下扩散片742、导光板142、光源150和反射片144。复合棱镜片膜740、下扩散片742、及导光板142可设置在光学调整层140与反射片144之间。下扩散片742可设置于复合棱镜片膜740与导光板142之间。光源150可邻设于导光板142。下扩散片742可用于扩散光线或均匀化光线辉度。下扩散片742为可选的，在某些实施例中可以不使用下扩散片742。复合棱镜片膜740可以为相交增亮膜(crossed brightness enhancement film)、或复合光学(prism-on-prism，POP)膜，可用于聚集光线及/或收敛光线角度。复合光学膜包括两片增量膜互相堆栈或贴合。在某些实施例中，复合棱镜片膜740可以直接设置在下扩散片742之上。在其他实施例中，复合棱镜片膜740可以透过光学胶直接贴合在下扩散片742之上，减低背光模块74的厚度。所述光学胶可以为光学透明胶(optical clear adhesive，OCA)，可以减少因接口反射而造成的光线损失。
图8是本发明另一实施例的背光模块84的示意图。背光模块84可以用于置换图1中的背光模块14。背光模块84包括上扩散片840、光学调整层140、复合棱镜片膜740、下扩散片742、导光板142、光源150和反射片144。上扩散片840、光学调整层140、复合棱镜片膜740、下扩散片742、导光板142、和反射片144可依序由上而下依次设置。光源150可邻设于导光板142。扩散片840可用于扩散光线以及平缓摩尔条纹。
图9是本发明另一实施例的背光模块94的示意图。背光模块94可用于置换图1中的背光模块14。背光模块94包括光学调整层140、光源940和反射片144。在某些实施例中，光源940可取代本发明各种实施例中的光源150及导光板142。
本发明的背光模块可包含其他适当的光学膜层，为了简洁说明在此不再赘述。
表格1、2、3显示本发明实施例各种背光模块设置，包括架构1到9。表格1、2、3背光模块中也显示各组件的位置关系，举例来说，在架构1及架构2中，上扩散片设置于增亮膜上，增亮膜设置于光学调整层上，光学调整层设置于复合棱镜片膜上，依此类推。架构2到9的辉度以架构1辉度为参考值计算得之。架构1到9仅为示例，本发明并不限于此。
架构 1 2
上扩散片 无 无
增亮膜 有 有
光学调整层 W1<W2 W1>W2
复合棱镜片膜 有 有
下扩散片 有 有
导光板 有 有
反射片 有 有
辉度 100％ 87％
表格1
架构1和2在光学调整层之上可设置增亮膜，可以扩散光线以及改善光学调整层所产生的条纹，但是光线通过光学调整层仍会造成部分损耗，光线辉度会下降。架构1和2可减低摩尔条纹或改善品味，并且提供较大视角。在某些实施例中，架构1在架构1到6中可具有最薄的厚度。
架构 3 4 5 6
上扩散片 有或无 有或无 无 无
光学调整层 W1<W2 W1>W2 W1<W2 W1>W2
增亮膜 无 无 有 有
复合棱镜片膜 有 有 有 有
下扩散片 有 有 有 有
导光板 有 有 有 有
反射片 有 有 有 有
辉度 112％ 99％ 128％ 115％
表格2
架构3和4可不使用增亮膜，并且可以使用或可以不使用上扩散片。由于不使用增亮膜，可降低光线反射到光学调整层造成的损失。架构3及架构4防窥效果良好架构3和4可不搭配增亮膜和上扩散片以减低背光模块厚度。在使用上扩散片的情形下，可提升共享模式效果或改善品味。
架构5和6在光学调整层之下设置增亮膜，并且可不使用上扩散片。在光学调整层之下设置增亮膜可提升辉度而不影响防窥模式效果。架构5和6辉度分别提升至128％和115％。架构5的光学调整层可产生较准直的光线因此防窥模式效果良好。架构6防窥模式和共享模式效果皆良好。若在光学调整层上可设置上扩散片以改善摩尔条纹或品味。
Figure BDA0001911491140000111
表格3
架构7使用棱镜-棱镜-扩散片(prism-prism-diffuser，PPD)结构，即利用光学透明胶将复合光学膜(贴合的两片增亮膜)和下扩散片贴合，可以减低背光模块厚度。架构7使用的导光板上表面可具有微结构，微结构可用于集中光线以增加辉度。架构7可以搭配架构1到6中的上扩散片、增亮膜和光学调整层组合中的任一种。架构8可不使用下扩散片，可使用具有微结构的导光板来聚集光线。架构9可使用贴合的光学调整层、增亮膜和/或上扩散片，可以使用光学透明胶进行贴合。光学透明胶可以减低光线进入接口时的能量损耗，进而增加辉度。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显示器，其特征在于，包括：
视角控制面板；以及
背光模块，设置于所述视角控制面板下，所述背光模块包括：
光源；以及
光学调整层，包括：
第一表面；
第二表面，与所述第一表面相对设置且邻近所述光源；以及
多个开口，所述开口贯穿所述光学调整层。
2.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述开口中至少一者在所述第一表面具有第一宽度，且在所述第二表面具有第二宽度，所述第一宽度大于所述第二宽度。
3.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述开口中至少一者在所述第一表面具有第一宽度，且在所述第二表面具有第二宽度，所述第一宽度小于所述第二宽度。
4.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述开口中至少一者在所述第一表面具有第一宽度，且在所述第二表面具有第二宽度，所述第一宽度相同于所述第二宽度。
5.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述背光模块还包括增亮膜，设置于所述光学调整层和所述视角控制面板之间。
6.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述背光模块还包括增亮膜，设置于所述光学调整层和所述光源之间。
7.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述背光模块还包括导光板，邻设于所述光源。
8.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，还包括面板，所述视角控制面板设置于所述面板与所述背光模块之间。
9.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述视角控制面板还包括视角控制层，所述视角控制层的相位延迟量可介于400纳米至1200纳米之间。
10.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述第一宽度的范围介于0.005毫米至0.015毫米之间。
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