CN108008561A - 显示装置 - Google Patents

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CN108008561A
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liquid crystal
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陈建宏
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Innolux Display Corp
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Abstract

本发明公开一种显示装置，包括一背光结构、一第一液晶层、一第二液晶层、以及多个偏光层。第一液晶层设置于背光结构之上。第二液晶层设置于第一液晶层之上。多个偏光层可分别位于背光结构以及第一液晶层之间、第一液晶层以及第二液晶层之间、以及第二液晶层之上。其中，该多个偏光层间具有消光比(extinction ratio)约为5000至50000的范围之间。

Description

显示装置
技术领域
本发明主要涉及一种显示装置，尤其是涉及一种具有三层以上的偏光层的显示装置。
背景技术
现有的液晶显示装置已广泛地应用于各式的荧幕中。一般而言，液晶显示装置由偏光板及以玻璃板挟持透明电极、液晶层、彩色滤光片等而成的液晶结构所构成。
通过对液晶层施加电压改变液晶层内的液晶分子的方位或倾倒角度以改变光线穿透液晶显示装置的量，进而控制液晶显示装置所显示画面的亮度。为了能改进液晶显示装置所显示的画质，目前已发展提高液晶显示装置所显示画面的对比度提高的技术。
然而，虽然目前的液晶显示装置符合了其使用的目的，但尚未满足许多其他方面的要求。因此，需要提供液晶显示装置的改进方案。
发明内容
本发明提供了一种显示装置，包括一背光结构、一第一液晶层、一第二液晶层、以及多个偏光层。第一液晶层设置于背光结构之上。第二液晶层设置于第一液晶层之上。多个偏光层可分别位于背光结构以及第一液晶层之间、第一液晶层以及第二液晶层之间、以及第二液晶层之上。该多个偏光层间具有消光比(extinction ratio)，且该消光比约为介于5000至50000的范围之间。
附图说明
图1为本发明根据一些实施例的显示装置的示意图；
图2A以及图2B为本发明的两层偏光层的示意图；
图3A以及图3B为本发明的三层偏光层的示意图；
图4为本发明根据一些实施例的显示装置的示意图；
图5A以及图5B为本发明的四层偏光层的示意图；
图6为本发明根据一些实施例的显示装置的示意图；
图7A以及图7B为本发明的五层偏光层的示意图；
图8为本发明的显示装置的应用的示意图；
图9A以及图9B为本发明根据一些实施例的发光元件的示意图；
图10A以及图10B为本发明根据一些实施例的发光元件的示意图。
符号说明
显示装置1
背光模块100
光源10
电路板11
发光元件12
聚光型发光元件12A
扩散型发光元件12B
发光二极管121
透镜122
透镜123、124
背光结构20
导光板21
入光面211
出光面212
扩散层(diffuser)22
扩散颗粒221
增亮膜(Brightness Enhancement Film)23
反射式增亮膜(Dual Brightness Enhancement Film)24
显示面板300
亮度调整结构30
偏光层(Polarizer)31
第一保护膜32
第一液晶层33
液晶分子331
第二保护膜34
偏光层35
显示结构40
偏光层41
补偿膜(compensation film)42
第二液晶层43
液晶分子431
偏光层44
保护结构50
保护层51
偏光层52
第一方向D1
第二方向D2
眼睛E1、E2
偏光层M1、M11、M12、M13、M14、M15
偏光轴M2
参考面P1
具体实施方式
以下的说明提供了许多不同的实施例、或是例子，用来实施本发明的不同特征。以下特定例子所描述的元件和排列方式，仅用来精简的表达本发明，其仅作为例子，而并非用以限制本发明。例如，第一特征在一第二特征上或上方的结构的描述包括了第一和第二特征之间直接接触，或是以另一特征设置于第一和第二特征之间，以至于第一和第二特征并不是直接接触。
此外，本说明书于不同的例子中沿用了相同的元件标号及/或文字。前述的沿用仅为了简化以及明确，并不表示于不同的实施例以及设定之间必定有关联。但不同实施例间，只要互不冲突也可选择性混合搭配使用。
图式中的形状、尺寸、以及厚度可能为了清楚说明的目的而未依照比例绘制或是被简化，仅提供说明之用。
图1为本发明根据一些实施例的显示装置1的示意图。显示装置1包括一背光模块100及一显示面板300。背光模块100包括一光源10、一背光结构20。显示面板300包括一亮度调整结构30、以及一显示结构40。光源10用以产生光线至导光板21。光源10可包括一电路板11以及多个发光元件12。发光元件12排列于电路板11上。在本实施例中，发光元件12以阵列的方式排列于电路板11上。
背光结构20设置于光源10上，用以均匀化光源10所产生的光线。在另一实施例中，光源10设置于背光结构20的侧边。背光结构20包括一导光板21、一扩散层22、一增亮膜23、以及一反射式增亮膜24。背光结构20中的如导光板21、扩散层22、增亮膜23、以及反射式增亮膜24等光学膜层的数量组合，可视设计需求不同而调整。例如，若本案的背光结构20可为侧入式或直下式的背光结构20。在直下式的背光结构20的实施例中，可无导光板21，另外搭配扩散层或增亮膜等，于此并不限制。
导光板21设置于光源10上或是光源10的一侧。导光板21可为一板状(或层状)结构，并沿一参考面P1延伸。本发明并不限制导光板21的形状，只要可作为引导或改变光线行进方向的介质层者，即为导光板。在本实施例中，参考面P1可为一平面。在一些实施例中，参考面P1可为一曲面，于此并不限制。在一些实施例中，参考面P1可包括至少一平面区段以及至少一弯曲区段。
导光板21可为透光的。在一些实施例中，导光板21的材质可为压克力(Acrylic)或其他塑胶材质，于此并不限制。导光板21用以传导及均匀化光源10所产生的光线。本实施例为一具有导光板21的实施例，所以参考面P1以导光板21的延伸面作为基准。但于其他实施例中，若无导光板21，则可以其他光学膜层的延伸面作为参考面的基准，或直接以偏光层的延伸面作为参考面的基准。
光源10所产生的光线进入导光板21，并可于导光板21内进行反射或是全反射。在本实施例中，光源10由导光板21的一入光面211进入后经由一出光面212射出至扩散层22。
在一些实施例中，导光板21可为一楔形板。光源10设置于导光板21的厚度较厚的一侧，并朝向导光板21厚度较薄的一侧发出光线。此外，导光板21的底部可涂布一反光材质，用以将光线经由导光板21的底部所露出的光线进行反射。
扩散层22设置于导光板21上，且可平行于参考面P1延伸。扩散层22用以扩散由导光板21的出光面212所射出的光线。扩散层22可包括多个扩散颗粒221，光线经由扩散颗粒221折射、反射或是散射，进而达到扩散的效果。扩散层22也可不采用扩散颗粒221，而采用其他方式将入射光线扩散，于此并不局限扩散层22的形式。
增亮膜23设置于扩散层22上，且可平行于参考面P1延伸。增亮膜23用以凝聚由扩散层22所射出的光线，用于提高背光结构20的亮度。增亮膜23的材质可包括多元酯(polyester)或聚碳酸酯(polycarbonate)。在一些实施例中，增亮膜23包括多个棱形柱体或半圆柱体。
反射式增亮膜24设置于增亮膜23上，且可平行于参考面P1延伸。反射式增亮膜24可为多层结构，用以提高背光结构20的亮度。
亮度调整结构30设置于背光结构20上。亮度调整结构30可为一板状(或层状)结构，可平行于背光结构20延伸。亮度调整结构30用以遮蔽由背光结构20所产生的部分光线，或是允许背光结构20所产生的部分光线通过。
亮度调整结构30包括一偏光层31、一第一保护膜32、一第一液晶层33、以及一第二保护膜34。在其他实施例中，第一保护膜32及第二保护膜34可省略，于此并不限制。
偏光层31设置于增亮膜23上，且可平行于参考面P1延伸。偏光层31可为一偏光板，用以允许由背光结构20所发射的光线的第一偏光通过，并用以阻挡由背光结构20所发射的光线的其他偏光。偏光层31的材质可为聚乙烯醇(PVA)或其他塑胶材质，于此并不限制。上述的第一偏光可为P偏光或是S偏光。举例而言，第一偏光可为P偏光。在另一例子中，第一偏光可为S偏光。
第一保护膜32设置于偏光层31上，且可平行于参考面P1延伸。第一保护膜32用以保护偏光层31。第一保护膜32可为透明的。于一些实施例中，第一保护膜32可为三醋酸纤维素薄膜(Triacetate Cellulose Film)。
第一液晶层33设置于第一保护膜32上，且可平行于参考面P1延伸。第一液晶层33用以改变或维持第一偏光的偏振方向。在本实施例中，当偏光层31所发射的第一偏光通过第一液晶层33后，第一偏光的第一偏振方向会受第一液晶层33影响而改变为第二偏振方向。此外，上述的第一偏振方向垂直或大致垂直于第二方偏振向。第一偏振方向大致垂直于第二偏振方向系指该第一偏振方向与该第二偏振方向夹角介于85～95度之间。
在本实施例中，第一液晶层33包括多个液晶分子331，通过对于第一液晶层33施加电压，可调整液晶分子331的方位。通过改变整液晶分子331的方位，可使得第一液晶层33的多个区域选择性地分别改变或维持第一偏光的偏振方向。
第二保护膜34设置于第一液晶层33上，且可平行于参考面P1延伸。第二保护膜34用以保护偏光层35。第二保护膜34可为透明的。在一些实施例中，第二保护膜34的材质可与第一保护膜32的材质相同。第二保护膜34可为三醋酸纤维素薄膜(Triacetate CelluloseFilm)。在另一实施例中，可选择性省略第一保护膜32或第二保护膜34。
在本实施例中，当背光结构20所发射的光线经过偏光层31后，光线的第一偏振方向光通过偏光层31，且光线的其他偏振方向光被偏光层31阻挡。当第一液晶层33的一区域改变第一偏振方向光为第二偏振方向光。上述的第二偏振方向光即可照射至显示结构40。因此背光结构20的光线可通过上述区域至显示结构40。
同理，当第一液晶层33的另一区域维持第一偏光的偏光方向。上述的第一偏光会被显示结构40的偏光层41所阻挡。因此背光结构20的光线无法通过偏光层41。通过上述的亮度调整结构30可分别针对显示结构40的不同区域提供光线。
显示结构40设置于亮度调整结构30上。显示结构40可为一板状结构，可平行于亮度调整结构30延伸。显示结构40包括一偏光层41、一补偿膜42、一第二液晶层43、以及一偏光层44。在本实施例中，显示结构40可更近一步包括玻璃基板、彩色滤光层、配向层等元件，但为了清楚解释本发明的内容，并未绘制或说明。在其他实施例中，补偿膜42可省略，于此并不限制。
偏光层41设置于第二保护膜34上，且可平行于参考面P1延伸。偏光层41可为一偏光板，用以允许由亮度调整结构30所发射的光线的第二偏振方向光通过，并用以阻挡由亮度调整结构30所发射的光线的其他偏振方向光。偏光层41的材质可为聚乙烯醇。偏光层41的材质可与偏光层31相同或不同。
补偿膜42设置于偏光层41上，且可平行于参考面P1延伸。补偿膜42可用以改善第二液晶层43的视角及色偏。
第二液晶层43设置于补偿膜42上，且可平行于参考面P1延伸。第二液晶层43用以改变或维持光的偏振方向。在本实施例中，当偏光层41所发射的第二偏振方向光通过第二液晶层43后，第二偏振方向光可改变为第一偏振方向光。
在本实施例中，第二液晶层43包括多个液晶分子431，通过对于第二液晶层43施加电压，可调整液晶分子431的方位、倾倒角度或倾倒方向。通过改变液晶分子431的方位、倾倒角度或倾倒方向，可使得第二液晶层43的多个区域选择性地分别改变或维持通过该层光线的偏振方向。
偏光层44设置于第二液晶层43上，且可平行于参考面P1延伸。偏光层44可为一偏光板，用以允许由第二液晶层43所发射的光线的第一偏振方向光通过，并用以阻挡由第二液晶层43所发射的其他偏振方向光。在本实施例中，偏光层44的材质可为聚乙烯醇(PVA)，偏光层44的材料可与偏光层41的材料相同或不同。
亮度调整结构30与显示结构40共用偏光层41。因此，在图1的实施例中，显示装置1仅包括了三层偏光层31、41、44。当背光结构20所发射的光线经过偏光层31后，光线的第一偏振方向光通过偏光层31，且光线的其他偏振方向光被偏光层31阻挡。当第一液晶层33的一区域改变第一偏振方向光的偏光方向以形成第二偏振方向光。上述的第二偏振方向光即可通过偏光层41照射至显示结构40。
在本实施例中，当亮度调整结构30所发射的光线经过偏光层41，且进入第二液晶层43时，第二液晶层43的一区域改变通过该区光线的偏振方向以形成第一偏振方向光。上述的第一偏振方向光即可通过偏光层44并由显示结构40射出。
表一为本发明根据图1的实施例的偏光层M1的模拟数据表格。图2A以及图2B为本发明的两层偏光层M1的示意图。在图2A中，绘制了两个相同结构且相邻偏光层M1的偏光轴M2为相同方位的偏光层M1。在图2B中，绘制了两个相同结构但相邻偏光层M1的偏光轴M2为不同方位的偏光层M1。在图3A中，绘制了三个相同结构且相邻偏光层M1的偏光轴M2为相同方位的偏光层M1。在图3B中，绘制了三个相同结构但相邻偏光层M1的偏光轴M2为不同方位的偏光层M1。
偏光层M1可为前述的偏光层31、偏光层35(绘制于图4)、偏光层41及/或是偏光层44。换句话说，偏光层M1的设计可应用于偏光层31、偏光层35、偏光层41及/或是偏光层44中。
在表一中的实施例1至7为依据不同设计的偏光层M1进行模拟。依据不同材质、厚度以及层数的偏光层M1会产生不同数值的Tp值、Ts值、以及消光比(Extinction Ratio)。
光线通过相邻的偏光层M1的偏光轴M2以互相垂直或大致垂直排列的透光率定义为Ts值。Ts值的数值越低代表漏光的程度越低。光线通过相邻的偏光层M1的偏光轴M2以相同或大致相同方位排列的透光率定义为Tp值。于此，本发明的垂直或大致垂直是指两相邻偏光层的偏光轴夹角介于85～95度之间；本发明的相同或大致相同是指两相邻偏光层的偏光轴夹角介于0～5度。Tp值的数值越高代表偏光层M1的透光率越佳。
消光比则定义为Tp值除以Ts值。但消光比并非越大越好，而是位于5000～50000区间时较佳，当偏光层M1间的消光比较靠近于5000时，显示装置1可以有较佳的亮度，若消光比小于5000时，则显示装置1的对比较差，不符显示品质要求；当两层偏光层间M1的对照消光比较靠近50000时，显示装置1可以有比较好的对比，但若消光比超过50000时，则显示装置1的亮度偏低，较不符合设计需求。所以偏光层M1间消光比的数值可以产品设计需求而选用适当的数值。
在本发明所定义的Tp值可包括对照(reference)Tp值、第一Tp值、第二Tp值、以及第三Tp值。在本发明所定义的Ts值可包括对照(reference)Ts值、第一Ts值、第二Ts值、以及第三Ts值。在本发明所定义的消光比可包括对照(reference)消光比、第一消光比、第二消光比、以及第三消光比。
表一
在现有的显示装置要具有较佳的亮度时，实施例6的对照消光比介于5000～50000之间，且较靠近5000，所以实施例6具有较佳的对照消光比。故于表一中，Tp比值采取以实施例6的对照Tp值作为基准，其Tp比值定为100.00％。Tp比值定为每一实施例的对照Tp值除以实施例6的对照Tp值，最后再乘以100％。
在实施例1至7中以具有相同的材质，但具有不同的厚度的偏光层M1进行模拟实验。实施例1至7的偏光层M1的厚度由实施例1至7逐渐增加。换句话说，实施例1的厚度最薄，且实施例7的厚度最厚。
一般来说，厚度较厚的偏光层M1的价格较贵，为了节省成本，应较先选用厚度较薄的偏光层M1。此外，于此技术领域中具有通常知识者，可依据本发明以适当及不同材质及厚度的偏光层M1进行实验或模拟。
如图2A及图2B所示，每一偏光层M1相互叠置及平行。然而，每一偏光层M1可直接接触或相互分离。此外，每一偏光层M1可包括多个偏光轴M2。在本发明中，偏光轴M2例如是一穿透轴，但并不以此为限。偏光轴M2彼此平行排列，并可线性延伸。在一些实施例中，偏光轴M2可为凹槽形成于偏光层M1的表面。
如图2A所示，偏光层M11的偏光轴M2以及偏光层M12的偏光轴M2沿相同的第一方向D1延伸，此时偏光层M11的偏光轴M2与偏光层M12的偏光轴M2具有相同的方位。在本发明中，具有相同方位的偏光层M1定义为偏光轴M2沿相同或大致相同的第一方向D1延伸。此外，具有沿第一方向D1延伸的偏光轴M2的偏光层M1定义为第一方位排列。于此，大致相同表示各偏光轴延伸线的锐角夹角介于0～5度。
如图2A，当光束依序经过偏光层M11、M12时，偏光层M1可允许光线的第一偏振方向光通过，并阻挡其他偏振方向光。或者，偏光层M1可允许光线的第二偏振方向光通过，并阻挡其他偏振方向光。
以下的说明以偏光层M1的偏光轴M2沿一第一方向D1延伸时，偏光层M1可允许光线的第一偏振方向光通过，并阻挡其他偏振方向光，作为例子来说明，但并不以此为限。
在一些实施例中，偏光层M1的偏光轴M2沿一第一方向D1延伸时，偏光层M1可允许光线的第一偏振方向光通过，并阻挡其他偏振方向光。此外，偏光层M1的偏光轴M2沿一第二方向D2延伸时，偏光层M1可允许光线的第二偏振方向光通过，并阻挡其他偏振方向光。
如图2A所示，当光线通过偏光层M11时，光线的第一偏振方向光通过偏光层M11，且光线的其他偏振方向光被偏光层M11阻挡。通过偏光层M11后的第一偏振方向光由于偏光层M12的偏光轴M2沿第一方向D1延伸。因该第一偏振方向光可继续通过偏光层M12。
如图2B所示，偏光层M11的偏光轴M2沿第一方向D1延伸，但偏光层M12的偏光轴M2沿第二方向D2延伸。此时偏光层M11与偏光层M12具有不同的方位。此外，上述的第一方向D1垂直或大致垂直于第二方向D2。第一方向D1大致垂直于第二方向D2系指该第一方向D1与该第二方向D2夹角介于85～95度之间。
在本发明中，具有沿第一方向D1延伸偏光轴M2的偏光层M11定义为以第一方位排列。具有沿第二方向D2延伸偏光轴M2的偏光层M12定义为以第二方位排列。
如图2B所示，当光线通过偏光层M11时，光线的第一偏振方向光通过偏光层M11，且光线的其他偏振方向光被偏光层M11阻挡。通过偏光层M11后，第一偏振方向光由于偏光层M12的偏光轴M2沿第二方向D2延伸，因此大部分该光线的第一偏振方向光被偏光层M12阻挡。
在现有的显示装置中并不包括亮度调整结构30，因此现有的显示装置仅需仅需两层偏光层。依据表一中关于两层偏光层M1的数据，实施例1至7的对照Tp值、对照Ts值、以及Tp比值逐渐变小，然而对照消光比逐渐变大。
在图1的实施例中，显示装置1包括了亮度调整结构30以及显示结构40。因此，显示装置1包括了三层偏光层M1。图3A以及图3B为本发明的三层偏光层M1的示意图。
如图3A及图3B所示，每一偏光层M1相互叠置及平行，且每一偏光层M1可直接触或相互分离。在图3A中，绘制了三个相同结构的偏光层M1且相邻偏光层M1的偏光轴M2为相同方位排列。在图3B中，绘制了三个相同结构的偏光层M1但相邻偏光层M1的偏光轴M2为不同方位排列。在一实施例中，上述该多个偏光层M1中的至少二偏光层M1的偏光轴M2的排列方向是不同于相邻的偏光层M1的偏光轴M2的排列方向。
如图3A所示，偏光层M11、M12、M13的偏光轴M2沿相同的第一方向D1延伸，此时偏光层M11、M12、M13具有相同的方位。当光束依序经过偏光层M11、M12、M13时，偏光层M11、M12、M13可允许光线的第一偏振方向光依序通过，并阻挡其他偏振方向光。
在本发明中，光线通过三层偏光层M1的偏光轴M2以相同或大致相同方位排列的透光率定义为第一Tp值。第一Tp值的数值越高代表偏光层M1的透光率越佳。
如图3B所示，偏光层M11、M13的偏光轴M2沿第一方向D1延伸，且偏光层M12的偏光轴M2沿第二方向D2延伸。此时偏光层M11、M13与偏光层M12具有不同的方位。
在本发明中，光线通过三层偏光层M1的偏光轴M2以互相垂直或大致垂直方位排列的透光率定义为第一Ts值。第一Ts值的数值越低代表漏光的程度越低。
在本发明中，第一消光比定义为第一Tp值除以第一Ts值。
依据表一中关于三层偏光层M1的数据。整体而言，由实施例2的7的第一Tp值以及第一Ts值逐渐变小，然而第一消光比逐渐变大。但第一消光比并非越大越好，而是位于5000～50000区间时较佳，当三层偏光层M1间的第一消光比较靠近于5000时，显示装置1可以有较佳的亮度，若第一消光比小于5000时，则显示装置1的对比较差，不符显示品质要求；当三层偏光层M1间的第一消光比较靠近50000时，显示装置1可以有比较好的对比，但若第一消光比超过50000时，则显示装置1的亮度偏低，较不符合设计需求。
在此实施例中，不一定需要挑选对照消光比于5000～50000区间内，只要第一消光比可位于5000～50000区间内，即可符合显示装置1的亮度或是对比度的设计需求。因此，为了使三层偏光层的显示装置1能够有较佳的亮度，要让第一消光比接近5000，由表一可知，通过使用实施例5-1的对照消光比为2877.85的偏光层M1，就可让三层偏光层M1间的第一消光比接近5000，具有较佳的亮度，用于降低显示装置1的成本，但并不以此为限。若以对比度为优先考虑时，也可选择实施例6的对照消光比为6322.46的偏光层M1，其第一消光比为12643.01。在其他实施例中，可依显示装置1的设计需求，而选择让三层偏光层M1间的第一消光比位于5000～50000范围的偏光层。
图4为本发明根据一些实施例的显示装置1的示意图。在本实施例中，亮度调整结构30还包括一偏光层35。显示结构40的偏光层41设置于偏光层35上。
在前述的实施例中，偏光层31、35、41、44可具有相同的厚度、尺寸、材质以及结构。通过具有相同的尺寸、结构及/或材质的偏光层31、35、41、44可减少显示装置1的制作成本。若于无导光板的其他实施例中，则可以偏光层31本身或是其他光学膜层的延伸面作为参考面P1的基准。
在一些实施例中，偏光层31、35、41、44可具有不同的厚度和/或材质。
偏光层35设置于第二保护膜34上，且可平行于参考面P1延伸。偏光层35可为一偏光板，用以允许第二偏振方向的光通过，并用以阻挡第一偏振方向的光通过。偏光层35的材质可为聚乙烯醇(PVA)。偏光层35的材料可与偏光层31的材料相同或不同。
在本实施例中，当背光结构20所发射的光线经过偏光层31后，光线的第一偏振方向光通过偏光层31，且光线的其他偏振方向光被偏光层31阻挡。当第一液晶层33的一区域改变第一偏振方向光为第二偏振方向光。上述的第二偏振方向光即可通过偏光层35照射至显示结构40。因此背光结构20的光线可通过上述区域至显示结构40。
同理，当第一液晶层33的另一区域维持第一偏光的偏光方向。上述的第一偏光会被偏光层35所阻挡。因此背光结构20的光线无法通过上述的另一区域至显示结构40。通过上述的亮度调整结构30可分别针对显示结构40的不同区域提供光线。
图5A以及图5B为本发明的四层偏光层M1的示意图。表二为本发明根据图4的实施例的偏光层M1的模拟数据表格。
表二
如图5A及图5B所示，每一偏光层M1相互叠置及平行，且每一偏光层M1可直接接触或相互分离。在图5A中，绘制了四个相同结构的偏光层M1且相邻偏光层M1的偏光轴M2为相同方位排列。在图5B中，绘制了四个相同结构的偏光层M1但相邻偏光层M1的偏光轴M2为不同方位排列。
如图5A所示，偏光层M11、M12、M13、M14的偏光轴M2沿相同的第一方向D1延伸，此时偏光层M11至M14具有相同或大致相同的方位。当光束依序经过偏光层M11至M14时，偏光层M11至M14可允许光线的第一偏振方向光依序通过，并阻挡其他方向偏光。
在本发明中，光线通过四层偏光层M1的偏光轴M2以相同或大致相同方位排列的透光率定义为第二Tp值。第二Tp值的数值越高代表偏光层M1的透光率越佳。
如图5B所示，偏光层M11、M13的偏光轴M2沿第一方向D1延伸，且偏光层M12、M14的偏光轴M2沿第二方向D2延伸。此时偏光层M11、M13与偏光层M12、M14具有不同的方位。在一实施例中，上述该多个偏光层M1中的至少二偏光层M1的偏光轴M2的排列方向是不同于相邻的偏光层M1的偏光轴M2的排列方向。
在本发明中，光线通过四层偏光层M1的偏光轴M2，且相邻的偏光层M1的偏光轴M2以互相垂直或大致垂直方位排列的透光率定义为第二Ts值。第二Ts值的数值越低代表漏光的程度越低。
在本发明中，第二消光比定义为第二Tp值除以第二Ts值。
依据表二中关于四层偏光层M1的数据，实施例2至7的第二Tp值以及第二Ts值逐渐变小，然而第二消光比逐渐变大。第二消光比并非越大越好，而是位于5000～50000区间时较佳，当四层偏光层M1间的第二消光比较靠近于5000时，显示装置1可以有较佳的亮度，若第二消光比小于5000时，则显示装置1的对比较差，不符显示品味要求；当四层偏光层间的第二消光比较靠近50000时，显示装置1可以有比较好的对比，但若第二消光比超过50000时，则显示装置1的亮度偏低，较不符合设计需求。
在此实施例中，不一定需要挑选对照消光比于5000～50000区间内，只要第二消光比可位于5000～50000区间内，即可符合显示装置1的亮度或是对比度的设计需求。因此，为了要使四层偏光层M1的显示装置1有较好的亮度，因此毋须选用对照消光比于5000～50000区间的偏光层M1，改挑选对照消光比为46.05的偏光板，但并不以此为限。在其他实施例中，可依显示装置1的设计需求，而选择让四层偏光层M1间的第二消光比位于5000～50000范围的偏光层M1。
图6为本发明根据一些实施例的显示装置1的示意图。在本实施例中，显示装置1还包括一保护结构50。保护结构50设置于显示结构40上。保护结构50可为一板状(或层状)结构，可平行于显示结构40延伸。保护结构50用以保护显示结构40。在一些实施例中，保护结构50可提供抗反光功能以及触控功能。
保护结构50包括一保护层51以及一偏光层52。保护层51设置于偏光层44上，且可平行于参考面P1延伸。保护层51为可透光的。在一些实施例中，保护层51可为一玻璃板或其他可耐刮或耐脏而作为保护层51的材质，例如为塑胶材质，于此并不限制。在一些实施例中，保护层51可为一触控保护层，其包括触控感测器(图未示)，用以提供触控功能。
偏光层52设置于保护结构50上，且可平行于参考面P1延伸。偏光层52为可透光的。偏光层52的材质可为聚乙烯醇(PVA)或其他塑胶材质，
于此并不限制。偏光层52可供第一偏振方向光通过，并可反射第二偏振方向光。或者，偏光层52可供第二偏振方向光通过，并可反射第一偏振方向光。
在图6的实施例中，显示装置1包括了亮度调整结构30、显示结构40以及保护结构50。因此，显示装置1包括了五层偏光层M1。偏光层M1可为前述的偏光层31、偏光层35、偏光层41、偏光层44、或是偏光层52。
图7A以及图7B为本发明的五层偏光层M1的示意图。表三为本发明根据图6的实施例的偏光层M1的模拟数据表格。
表三
如图7A及图7B所示，每一偏光层M1相互叠置及平行，且每一偏光层M1可直接接触或相互分离。在图7A中，绘制了五个相同结构的偏光层M1且相邻偏光层M1的偏光轴M2为相同方向排列。在图7B中，绘制了五个相同结构的偏光层M1但相邻偏光层M1的偏光轴M2为不同方向排列。在一实施例中，上述该多个偏光层M1中的至少二偏光层M1的偏光轴M2的排列方向是不同于相邻的偏光层M1的偏光轴M2的排列方向。
如图7A所示，偏光层M11、M12、M13、M14、M15的偏光轴M2沿相同的第一方向D1延伸，此时偏光层M11至M15具有相同的方位。当光束依序经过偏光层M11至M15时，偏光层M11至M15可允许光线的第一偏振方向光依序通过，并阻挡其他偏振方向光。
在本发明中，光线通过五层偏光层M1的偏光轴M2以相同或大致相同方位排列的透光率定义为第三Tp值。第三Tp值的数值越高代表偏光层M1的透光率越佳。
如图7B所示，偏光层M11、M13、M15的偏光轴M2沿第一方向D1延伸，且偏光层M12、M14的偏光轴M2沿第二方向D2延伸。此时偏光层M11、M13、M15与偏光层M12、M14具有不同的方位。
在本发明中，光线通过五层偏光层M1的偏光轴M2以互相垂直或大致垂直方位排列的透光率定义为第三Ts值。第三Ts值的数值越低代表漏光的程度越低。
在本发明中，第三消光比定义为第三Tp值除以第三Ts值。
依据表三中关于五层偏光层M1的数据。整体而言，实施例1至2-1的第三Tp值以及第三Ts值逐渐变小，然而第三消光比逐渐变大。第三消光比并非越大越好，而是位于5000～50000区间时较佳，当五层偏光层M1间的第三消光比较靠近于5000时，显示装置1可以有较佳的亮度，若第三消光比小于5000时，则显示装置1的对比较差，不符显示品质要求；当五层偏光层M1间的第三消光比较靠近50000时，显示装置1可以有比较好的对比，但若第三消光比超过50000时，则显示装置1的亮度偏低，较不符合设计需求。
在此实施例中，不一定需要挑选对照消光比于5000～50000区间内，只要第三消光比可位于5000～50000区间内，即可符合显示装置1的亮度或是对比度的设计需求。因此，若显示装置1以亮度需求为考虑，为了使五层偏光层M1的显示装置1能够有较佳的亮度，要让五层偏光层M1间的第三消光比接近5000，此时选用实施例2-1的对照消光比为37.94的偏光层就可达到较佳亮度的效果，从而可以降低显示装置1的成本。
当本发明的偏光层M1符合至少一项上述的参数范围时，整体而言，偏光层M1具有较佳的效果以及较低的成本。
在一些实施例中，偏光层M1可分别具有一偏光穿透率。举例而言，偏光穿透率可约为90％。在一实施例中，偏光穿透率可为80％至99％的范围之间。偏光穿透率定义为第一偏振方向光或是第二偏振方向光穿过单一层偏光层M1的穿透率。在前述的实施例1至7以及实施例2-1、5-1中，偏光层M1可分别具有不同的偏光穿透率。
当有了偏光穿透率后，消光比也可被定义为(偏光穿透率/2)x(偏光穿透率)^n-1)，其中n为该多个偏光层M1的数目，n大于2，n为正整数。当n为2时，消光比为对照消光比，当n为3时，消光比为第一消光比。当n为4时，消光比为第二消光比。当n为5时，消光比为第三消光比。
图8为本发明的显示装置1的应用的示意图。本发明的显示装置1可应用于各种显示装置或户外看板，也可应用于一车辆中。例如应用于车辆中时，显示装置1可包括至少一弯曲区段以及至少一平面区段。弯曲区段可用以显示例如时速等车辆信息，平面区段可用以显示影片或是图片，但不以此为限，弯曲区段与平面区段显示信息可以互相交换。车辆的驾驶者可位于弯曲区段的前方。车辆的乘客可为位于平面区段的前方。本实施例中的显示装置1可任意选择搭配前述任一实施例。
发光元件12可包括聚光型发光元件12A或扩散型发光元件12B。聚光型发光元件12A的发光范围较扩散型发光元件12B窄。聚光型发光元件12A可设置于显示装置1的弯曲区段。扩散型发光元件12B可设置于显示装置1的平面区段。且聚光型12A与扩散型12B发光元件，可以需求任意设置于显示装置1的弯曲区段或平面区段。
因此驾驶者的眼睛E1可更为清楚地观看弯曲区段所显示的车辆信息，且可选择观看平面区段所显示的影片或图片。乘客的眼睛E2可清楚地观看平面区段所显示的影片或图片，且可较不受弯曲区段所显示的车辆信息的干扰。
图9A以及图9B为本发明根据一些实施例的发光元件12的示意图。如图9A所示，聚光型发光元件12A可为一发光二极管121，且于本实施例中发光二极管121可为一聚光型发光二极管。在图9B中，扩散型发光元件12B包括上述发光二极管121以及一透镜122。在本实施例中，发光二极管121可为聚光型发光二极管，且透镜122可为一扩散型透镜122。因此当透镜122设置于发光二极管121上时，将使得发光二极管121所的发光范围变宽。
在另一实施例中，扩散型发光元件12B可为一发光二极管121，且发光二极管121可为扩散型发光二极管。聚光型发光元件12A包括上述发光二极管121以及一透镜122。聚光型发光元的透镜122可为聚光型透镜。因此当透镜122设置于发光二极管121上时，将使得发光二极管121的发光范围变窄。
图10A以及图10B为本发明根据一些实施例的发光元件12的示意图。如图10A所示，聚光型发光元件12A可包括一发光二极管121以及一透镜123。透镜123设置于发光二极管121上，且可为平面型(Flat Lens)透镜。因此当透镜122设置于发光二极管121上时，将使得发光二极管121的发光范围变窄。
如图10B所示，扩散型发光元件12B可包括发光二极管121以及透镜124。在图10A以及图10B的发光二极管121可具有相同的结构。透镜124设置于发光二极管121上，且可为一内凹型透镜(Concave lens)。因此当透镜124设置于发光二极管121上时，将使得发光二极管121所产生的发光范围变宽。在其他实施例中，透镜123、124可具有不同的设计形状，于此并不限制。
通过上述发光元件12的结构，将可使聚光型发光元件12A以及扩散型发光元件12B的制作成本降低。
综上所述，本发明的显示装置通过亮度调整结构可调整发射至显示结构的不同区域的亮度。此外，本发明的显示装置具有三层以上的偏光层，并具有适当的亮度和对比以及较低的成本。
虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其仅为范例参考而非用以限定本发明的范围，任何熟悉此项技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可做些许的更动与润饰。因此上述实施例并非用以限定本发明的范围，本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
背光结构；
第一液晶层，设置于该背光结构上；
第二液晶层，设置于该第一液晶层上；以及
多个偏光层，分别位于该背光结构以及该第一液晶层之间、该第一液晶层以及该第二液晶层之间、以及该第二液晶层之上；
其中该多个偏光层间具有消光比，且该消光比约为介于5000至50000的范围之间。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中该多个偏光层具有三层，该多个偏光层间的消光比为一第一消光比，该第一消光比定义为一第一Tp值除以一第一Ts值，该第一Tp值定义为光线通过该三层偏光层的多个偏光轴以相同方位排列的透光率，且该第一Ts值定义为光线通过该三层偏光层的该多个偏光轴以互相垂直方位排列的透光率。
3.如权利要求1所述的显示装置，其中该多个偏光层具有四层，该多个偏光层间的消光比为一第二消光比，该第二消光比定义为一第二Tp值除以一第二Ts值，该第二Tp值定义为光线通过该四层偏光层的多个偏光轴以相同方位排列的透光率，且该第二Ts值定义为光线通过该四层偏光层的该多个偏光轴以互相垂直方位排列的透光率。
4.如权利要求3所述的显示装置，其中该多个偏光层的其中二层偏光层位于该第一液晶层以及该第二液晶层之间。
5.如权利要求1所述的显示装置，其中该多个偏光层具有五层，该多个偏光层间的消光比为一第三消光比，该第三消光比定义为一第三Tp值除以一第三Ts值，该第三Tp值定义为光线通过该五层偏光层的多个偏光轴以相同方位排列的透光率，且该第三Ts值定义为光线通过该五层偏光层的该多个偏光轴以互相垂直方位排列的透光率。
6.如权利要求5所述的显示装置，还包括保护层，该保护层设置于该第二液晶层上，其中该多个偏光层的其中两层偏光层位于该第一液晶层以及该第二液晶层之间，该多个偏光层的其中另一层偏光层位于该第二液晶层与该保护层之间，且该多个偏光层的其中更另一层偏光层位于该保护层之上。
7.如权利要求1所述的显示装置，其中该多个偏光层分别具有一偏光穿透率，该消光比定义为(偏光穿透率/2)x(偏光穿透率)^n-1)，该偏光穿透率定义为P偏光或是S偏光穿过该多个偏光层中的一者的穿透率，其中n为该多个偏光层的数目，且n大于2。
8.如权利要求1所述的显示装置，其中该背光结构还包括：
导光板；
扩散层，设置于该导光板上；以及
增亮膜，设置于该扩散层上，
其中该第一液晶层设置于该增亮膜上。
9.如权利要求1所述的显示装置，其中该背光结构还包括：
发光元件，该发光元件包括聚光型发光元件及扩散型发光元件。
10.如权利要求1所述的显示装置，其中该显示装置包括至少一弯曲区段及至少一平面区段。
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