CN118112830A - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示装置适于在防窥模式与分享模式间切换操作，且包括背光模块、显示面板以及电控视角切换器。背光模块包括导光板、光源、视角限制片以及电控扩散膜。导光板具有入光面以及连接入光面的出光面。光源设置在导光板的入光面的一侧。视角限制片设置在导光板的出光面的一侧。电控扩散膜设置在视角限制片上，且视角限制片位在导光板与电控扩散膜之间。显示面板和电控视角切换器设置在电控扩散膜上。当显示装置操作在防窥模式时，显示装置在正视方向上具有第一出光辉度。当显示装置操作在分享模式时，显示装置在正视方向上具有第二出光辉度。第二出光辉度对第一出光辉度的百分比值介于53％至98％的范围。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示技术，尤其涉及一种显示装置。

背景技术

一般而言，显示装置为了能让多位观赏者一起观看，通常具有广视角的显示效果。然而，在某些场合或情况下，例如在公共场合浏览私人网页、机密信息或输入密码时，广视角的显示效果却容易使屏幕画面被旁人所窥视而造成机密信息外泄。

为了达到防窥效果，一种搭载准直型背光模块和电控视角切换器的显示装置被提出。然而，这种显示装置的防窥效果会随着显示面板的尺寸越大而变差。另一种搭载光控制膜(Light Control Film，LCF)和电控扩散膜的显示装置也被提出。虽然这种显示装置具有较佳的防窥效果，但其光能利用率较差。因此，如何让显示装置兼具防窥效果及光能利用率仍是一个尚待解决的问题。

发明内容

本发明是针对一种显示装置，其具有较佳的防窥效果，且在分享模式下的光能利用率也较佳。

根据本发明的实施例，显示装置适于在防窥模式与分享模式间切换操作，且包括背光模块、显示面板以及电控视角切换器。背光模块包括导光板、光源、视角限制片以及电控扩散膜。导光板具有入光面以及连接入光面的出光面。光源设置在导光板的入光面的一侧。视角限制片设置在导光板的出光面的一侧。电控扩散膜设置在视角限制片上，且视角限制片位在导光板与电控扩散膜之间。显示面板和电控视角切换器设置在电控扩散膜上。当显示装置操作在防窥模式时，显示装置在正视方向上具有第一出光辉度。当显示装置操作在分享模式时，显示装置在正视方向上具有第二出光辉度。第二出光辉度对第一出光辉度的百分比值介于53％至98％的范围。

在根据本发明的实施例的显示装置中，当显示装置操作在防窥模式时，电控视角切换器为开启状态。当显示装置操作在分享模式时，电控视角切换器为关闭状态。

在根据本发明的实施例的显示装置中，当显示装置操作在防窥模式时，电控扩散膜具有第一雾度值。当显示装置操作在分享模式时，电控扩散膜具有第二雾度值。第二雾度值对第一雾度值的比值介于1.5至18的范围。

在根据本发明的实施例的显示装置中，当显示装置操作在分享模式时，电控扩散膜为开启状态。

在根据本发明的实施例的显示装置中，电控扩散膜包括高分子分散型液晶层、第一电极层和第二电极层。高分子分散型液晶层位在第一电极层与第二电极层之间。当显示装置操作在防窥模式时，第一电极层与第二电极层间被施以第一电压。当显示装置操作在分享模式时，第一电极层与第二电极层间被施以第二电压。第二电压对第一电压的百分比值介于21％至63％的范围。

在根据本发明的实施例的显示装置中，第二电压大于0V。

在根据本发明的实施例的显示装置中，电控视角切换器包括液晶层、第一电极、第二电极以及偏光片。第一电极与第二电极设置在液晶层的至少一侧。偏光片设置在液晶层背离显示面板的一侧。

在根据本发明的实施例的显示装置中，显示面板位在电控视角切换器与背光模块之间。

在根据本发明的实施例的显示装置中，电控视角切换器位在所述显示面板与所述背光模块之间。

在根据本发明的实施例的显示装置中，背光模块还包括第一棱镜片与第二棱镜片。第一棱镜片设置在导光板与视角限制片之间，且具有多个第一棱镜结构。第二棱镜片设置在第一棱镜片与导光板之间，且具有多个第二棱镜结构。这些第一棱镜结构的延伸方向垂直于这些第二棱镜结构的延伸方向。

在根据本发明的实施例的显示装置中，背光模块还包括扩散片，设置在视角限制片与第一棱镜片之间。

基于上述，在本发明的一实施例的显示装置中，设置在背光模块的视角限制片能让显示装置操作在防窥模式时具有较佳的防窥效果。当显示装置切换至分享模式时，使用者可根据所需的正视角辉度分段调整电控扩散膜的雾度值以达到较佳的光能利用率。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例的显示装置的剖视示意图；

图2是图1的电控视角切换器的放大示意图；

图3是图1的电控扩散膜的放大示意图；

图4是图1的第一棱镜片与第二棱镜片的示意图；

图5是图1的显示装置在防窥模式及多种分享模式下的辉度对视角的分布曲线图；

图6是依照本发明的另一实施例的显示装置的剖视示意图。

附图标记说明

10、10A：显示装置；

100：背光模块；

110：电控扩散膜；

111、112、201、202、301、302：基板；

113：第一电极层；

114：第二电极层；

115：高分子分散型液晶层；

130：视角限制片；

150：扩散片；

171：第一棱镜片；

171S、173S：透光基板；

171P：第一棱镜结构；

173：第二棱镜片；

173P：第二棱镜结构；

180：反射片；

200：显示面板；

220、320：液晶层；

300、300A：电控视角切换器；

313：第一电极；

314：第二电极；

410：电路软板；

450：电路板；

BF：背框件；

BS：底面；

ES：出光面；

GF：胶框件；

IS：入光面；

LGP：导光板；

LS：光源；

P1、S1、S2、S3、S4：曲线；

POL1、POL2、POL3：偏光片；

X、Y、Z：方向。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

图1是依照本发明的一实施例的显示装置的剖视示意图。图2是图1的电控视角切换器的放大示意图。图3是图1的电控扩散膜的放大示意图。图4是图1的第一棱镜片与第二棱镜片的示意图。图5是图1的显示装置在防窥模式及多种分享模式下的辉度对视角的分布曲线图。图6是依照本发明的另一实施例的显示装置的剖视示意图。为清楚呈现起见，图1未示出图2的第一电极313和第二电极314。

请参照图1，显示装置10包括背光模块100、显示面板200及电控视角切换器300。背光模块100包括导光板LGP、光源LS、电控扩散膜110和视角限制片130。导光板LGP具有入光面IS以及连接入光面IS的出光面ES。光源LS设置在导光板LGP的入光面IS的一侧。视角限制片130设置在导光板LGP的出光面ES的一侧。电控扩散膜110设置在视角限制片130上。也即，视角限制片130位在导光板LGP与电控扩散膜110之间。

举例来说，在本实施例中，背光模块100还可选地包括扩散片150、第一棱镜片171及第二棱镜片173。第一棱镜片171设置在导光板LGP与视角限制片130之间。第二棱镜片173设置在第一棱镜片171与导光板LGP之间。扩散片150设置在视角限制片130与第一棱镜片171之间。也就是说，本实施例的背光模块100为准直型(或集光型)背光源。

请参照图1及图4，详细地，第一棱镜片171具有透光基板171S和多个第一棱镜结构171P。第二棱镜片173具有透光基板173S和多个第二棱镜结构173P。这些第一棱镜结构171P可沿着方向Y排列并且延伸于方向X。这些第二棱镜结构173P可沿着方向X排列并且延伸于方向Y。在本实施例中，方向X可垂直于方向Y。也即，第一棱镜片171的多个第一棱镜结构171P的延伸方向(例如方向X)垂直于第二棱镜片173的多个第二棱镜结构173P的延伸方向(例如方向Y)。在本实施例中，第二棱镜片173的多个第二棱镜结构173P的延伸方向可垂直于导光板LGP的入光面IS，即第一棱镜片171的多个第一棱镜结构171P的延伸方向可平行于导光板LGP的入光面IS。

在本实施例中，视角限制片130可以是3M的光控制膜(Light Control Film，LCF)或其他具有视角限制功能的百叶窗膜片(Louver Film)。由于视角限制片130仅允许特定视角范围(例如正视角附近)内的光线通过，通过上述第一棱镜片171和第二棱镜片173的集光特性，除了能增加显示装置10的防窥效果外，还能大幅降低被视角限制片130吸收的光能量以提升背光模块100的光能利用率。

另一方面，为了进一步提升光源LS的光能利用率，导光板LGP在背离出光面ES的底面BS的一侧还可设有反射片180，让自导光板LGP的底面BS出射的光线得以被反射回导光板LGP。

在本实施例中，显示面板200和电控视角切换器300设置在电控扩散膜110上，且显示面板200位在电控视角切换器300与背光模块100之间，但不以此为限。在另一实施例中，显示装置10A的电控视角切换器300A也可以设置在显示面板200与背光模块100的电控扩散膜110之间(如图6所示)。举例来说，背光模块100还可包括背框件BF和胶框件GF。背框件BF具有容置空间，且导光板LGP、光源LS、电控扩散膜110和视角限制片130沿着方向Z叠置在所述容置空间内。胶框件GF设置在电控扩散膜110沿着至少一方向的相对两侧，且配置用以承接显示面板200和电控视角切换器300。在本实施例中，胶框件GF可围绕电控扩散膜110设置，但不以此为限。

显示面板200例如是液晶显示面板，且可包括基板201、基板202、液晶层220、偏光片POL1及偏光片POL2。液晶层220夹设在基板201与基板202之间。偏光片POL1设置在基板201背离液晶层220的一侧。偏光片POL2设置在基板202背离液晶层220的一侧。举例来说，基板201可以是像素阵列基板，而基板202可以是彩膜基板。由于像素阵列基板和彩膜基板的细部结构可由液晶显示器领域中所熟知的任一种像素阵列基板和彩膜基板来实现，于此便不赘述也不加以限制像素阵列基板和彩膜基板的细部结构。

在本实施例中，基板201的周边区可接合有电路软板410，而电路软板410的另一端可电性耦接电路板450。更具体地说，电路板450可经由电路软板410及基板201上的周边线路(未示出)提供源极驱动信号和/或栅极驱动信号至显示区的像素结构(未示出)。

由于本实施例的显示面板200可采用液晶显示器领域中所熟知的任一种液晶显示模式来实现，例如：扭转向列(Twisted Nematic，TN)模式、垂直配向(Vertical Aligned，VA)膜式、共面切换(In-Plane Switching，IPS)模式、边缘场切换(Fringe-FiledSwitching，FFS)模式、电控双折射(Electrically Controlled Birefringence，ECB)模式或光学补偿弯曲(Optically Compensated Bend，OCB)模式，于此便不赘述也不加以限制显示面板200的细部结构。然而，本发明不限于此。在其他实施例中，显示面板也可采用其他合适的非自发光型显示面板。

在本实施例中，电控视角切换器300的设置能让显示装置10适于在防窥模式与分享模式间切换操作，即显示装置10的防窥效果是可电控切换的。请参照图1及图2，电控视角切换器300例如是电控液晶盒，且包括基板301、基板302、液晶层320、第一电极313、第二电极314及偏光片POL3。液晶层320夹设在基板301与基板302之间。第一电极313和第二电极314可分别设置在基板301和基板302上，但不以此为限。在其他实施例中，根据液晶层320的驱动模式(例如共面切换IPS模式或边缘场切换FFS模式)，也可将第一电极313和第二电极314设置在同一基板(例如基板301)上，即第一电极313和第二电极314可设置在液晶层320的至少一侧。第一电极313和第二电极314的材料例如是金属氧化物，其可包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、或其它合适的氧化物、或者是上述至少两者之堆叠层。

由于本实施例的显示面板200在基板202朝向电控视角切换器300的一侧设有偏光片POL2，本实施例的电控视角切换器300和显示面板200可共用偏光片POL2。因此，电控视角切换器300在显示面板200的一侧无需设置额外的偏光片，仅在背离显示面板200的一侧设置偏光片POL3即可，但不以此为限。特别说明的是，在图6的显示装置10A中，由于电控视角切换器300A位在显示面板200与背光模块100之间，其偏光片POL3是设置在电控视角切换器300A朝向背光模块100的一侧，与图1的偏光片POL3是设置在电控视角切换器300背离背光模块100的一侧不同。

由于本实施例的偏光片POL1、偏光片POL2和偏光片POL3各自的透光轴(或吸收轴)间的轴向相对关系取决于液晶层220和液晶层320各自的操作模式，因此本发明并不加以限制。举例来说，当显示面板200的液晶层220和电控视角切换器300的液晶层320都采用TN模式进行驱动时，偏光片POL1的透光轴可垂直于偏光片POL2的透光轴，并且平行于偏光片POL3的透光轴，但不以此为限。

在本实施例中，电控视角切换器300可电性耦接至电路软板410和电路板450。也就是说，本实施例的电路板450还用以提供驱动信号至电控视角切换器300。举例来说，当电控视角切换器300为开启状态时，显示装置10操作在防窥模式，当电控视角切换器300为关闭状态时，显示装置10操作在分享模式，但不以此为限。

另一方面，请参照图1及图3，电控扩散膜110可包括基板111、基板112、高分子分散型液晶层115、第一电极层113以及第二电极层114。高分子分散型液晶层115设置在基板111与基板112之间。第一电极层113设置在基板111上，且位在基板111与高分子分散型液晶层115之间。第二电极层114设置在基板112上，且位在基板112与高分子分散型液晶层115之间。第一电极层113和第二电极层114的材料例如是金属氧化物，其可包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、或其它合适的氧化物、或者是上述至少两者之堆叠层。

当显示装置10操作在防窥模式时(例如电控视角切换器300为开启状态时)，电控扩散膜110的第一电极层113与第二电极层114间被施以第一电压而具有第一雾度值。当显示装置10操作在分享模式时(例如电控视角切换器300为关闭状态时)，电控扩散膜110的第一电极层113与第二电极层114间被施以第二电压而具有第二雾度值。特别注意的是，电控扩散膜110在分享模式下的第二雾度值对其在防窥模式下的第一雾度值的比值介于1.5至18的范围，而两电极层在分享模式下被施加的第二电压对两电极层在防窥模式下被施加的第一电压的百分比值介于21％至63％的范围。

更具体地说，当显示装置10操作在分享模式下时，可分段调整第一电极层113与第二电极层114间施加的第二电压，使电控扩散膜110具有可调的雾度值。因此，能让使用者经由调整电控扩散膜110的雾度值来改变显示装置10在分享模式时的正视角辉度，从而提升显示装置10在分享模式下的光能利用率。

举例来说，当显示装置10操作在防窥模式时，其出光辉度对视角的分布关系如图5的曲线P1所示。当显示装置10操作在分享模式且电控扩散膜110的两电极层被施加的第二电压为0V、5V、10V和15V时，显示装置10的出光辉度对视角的分布关系分别如图5的曲线S1、曲线S2、曲线S3和曲线S4所示。由图5的曲线关系可知，当显示装置10操作在防窥模式时，其正视方向(即视角0度)的辉度(即第一出光辉度)为最大(例如225尼特)；当显示装置10操作在分享模式时，其正视方向的辉度(即第二出光辉度)会随着电控扩散膜110的两电极层的施加电压不同而改变，如表一所示。

表一

由于电控扩散膜110的雾度值会随着两电极层的施加电压越高而渐减，显示装置10在视角0度(即正视角)的辉度会随着电控扩散膜110的雾度值越低而增加。在本实施例中，显示装置10在分享模式的第二出光辉度对其在防窥模式的第一出光辉度的百分比值介于53％至98％的范围。

举例来说，当显示装置10操作在分享模式时，电控扩散膜110可以是关闭状态(例如电压0V)。此时，显示装置10的可视角度范围最大，但正视角的出光辉度也明显较低(例如120尼特)。倘若使用者欲提升正视角辉度，则可开启电控扩散膜110，例如以5V电压开启电控扩散膜110。此时，显示装置10的可视角度范围虽然稍为缩减，但其正视角的出光辉度可被提升至160尼特(如图5及表一所示)。若进一步将电控扩散膜110的施加电压提升至10V，显示装置10的可视角度范围会显著地缩减，但其正视角的出光辉度则会大幅提升至210尼特。

也就是说，当显示装置10操作在分享模式时，使用者可权衡所需的正视角辉度与可视角度范围来决定是否关闭或以例如小于15V的电压开启电控扩散膜110。有别于现行或已知的显示装置在分享模式时是关闭电控扩散膜的做法，本实施例的显示装置10不仅具有较佳的操作弹性，还能同时兼顾防窥效果以及光能利用率。

综上所述，在本发明的一实施例的显示装置中，设置在背光模块的视角限制片能让显示装置操作在防窥模式时具有较佳的防窥效果。当显示装置切换至分享模式时，使用者可根据所需的正视角辉度分段调整电控扩散膜的雾度值并维持较佳的光能利用率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种显示装置，适于在防窥模式与分享模式间切换操作，其特征在于，所述显示装置包括：

背光模块，包括：

导光板，具有入光面以及连接所述入光面的出光面；

光源，设置在所述导光板的所述入光面的一侧；

视角限制片，设置在所述导光板的所述出光面的一侧；以及

电控扩散膜，设置在所述视角限制片上，所述视角限制片位在所述导光板与所述电控扩散膜之间；

显示面板，设置在所述电控扩散膜上；以及

电控视角切换器，设置在所述所述电控扩散膜上，其中当所述显示装置操作在所述防窥模式时，所述显示装置在正视方向上具有第一出光辉度，当所述显示装置操作在所述分享模式时，所述显示装置在正视方向上具有第二出光辉度，所述第二出光辉度对所述第一出光辉度的百分比值介于53％至98％的范围。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，当所述显示装置操作在所述防窥模式时，所述电控视角切换器为开启状态，当所述显示装置操作在所述分享模式时，所述电控视角切换器为关闭状态。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，当所述显示装置操作在所述防窥模式时，所述电控扩散膜具有第一雾度值，当所述显示装置操作在所述分享模式时，所述电控扩散膜具有第二雾度值，所述第二雾度值对所述第一雾度值的比值介于1.5至18的范围。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，当所述显示装置操作在所述分享模式时，所述电控扩散膜为开启状态。

5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述电控扩散膜包括高分子分散型液晶层、第一电极层和第二电极层，所述高分子分散型液晶层位在所述第一电极层与所述第二电极层之间，当所述显示装置操作在所述防窥模式时，所述第一电极层与所述第二电极层间被施以第一电压，当所述显示装置操作在所述分享模式时，所述第一电极层与所述第二电极层间被施以第二电压，所述第二电压对所述第一电压的百分比值介于21％至63％的范围。

6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述第二电压大于0V。

7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述电控视角切换器包括：

液晶层；

第一电极和第二电极，设置在所述液晶层的至少一侧；以及

偏光片，设置在所述液晶层背离所述显示面板的一侧。

8.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板位在所述电控视角切换器与所述背光模块之间。

9.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述电控视角切换器位在所述显示面板与所述背光模块之间。

10.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述背光模块还包括：

第一棱镜片，设置在所述导光板与所述视角限制片之间，且具有多个第一棱镜结构；以及

第二棱镜片，设置在所述第一棱镜片与所述导光板之间，且具有多个第二棱镜结构，其中所述多个第一棱镜结构的延伸方向垂直于所述多个第二棱镜结构的延伸方向。

11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述背光模块还包括：

扩散片，设置在所述视角限制片与所述第一棱镜片之间。