显示装置的制作方法

本发明涉及一种显示装置；具体而言，本发明涉及一种具环境光补偿的显示装置。

背景技术：

平面及曲面显示装置已被广泛地应用于各式的电子装置之中，例如移动电话、个人穿戴装置、电视、交通工具用主机、个人电脑、数字相机、掌上型电玩等。然而为了提高使用者的视觉感受，业者仍在不断地就显示装置的光学表现进行改良。

然而往往为使用者所忽略的是，在使用显示装置时，需同时注意其亮度与外在环境光的搭配，以减少长期使用下对眼睛造成的损伤。以个人电脑荧幕为例，若是荧幕亮度高，而周围环境过暗，将会因使用者的瞳孔放大而感觉荧幕亮度太高，进而使得眼睛不适。为了解决此一问题，部分使用者会以台灯或其他灯具进行补光，然而在补光不均匀的状况下，仍然会使得使用者的眼睛觉得不适。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种显示装置，可在不外加光源的状况下提供适当的环境光补偿。

本发明的另一目的在于提供一种显示装置，可提高使用者观看显示装置时的舒适度，以减轻眼睛因环境亮度过暗或不均匀而产生的疲劳。

为达上述目的，本发明的显示装置包含显示面板、背光模块及后光变向层。显示面板具有相对的显示面及底面；其中底面供自背光模块接收背光进入显示面板，以于显示面形成影像。背光模块设置于显示面板的底面侧，并具有导光板及光源。导光板具有与底面相对的第一面及与第一面平行的第二面。导光板另具有入光面，位于导光板的侧边，而分别连接第一面及第二面的端部。光源沿着入光面设置，其产生的光线自入光面进入导光板。

后光变向层设置于第二面上靠近边缘的位置。后光变向层包含有第一区及第二区；第一区上具有一或多条第一棱镜，第二区上具有一或多条第二棱镜。部分进入导光板的光线会被传导自第二面出射，并进入后光变向层。这些光线部分会经由第一棱镜折射，而部分则经由第二棱镜折射，经过第一棱镜及第二棱镜折射后的光线会形成相异的出射角度。

此外，在上述的第一棱镜相对于第二面具有第一内底角及第一外底角，第二棱镜相对于第二面具有第二内底角及第二外底角；且第一内底角的角度不等于第二内底角的角度，而第一外底角的角度不等于第二外底角的角度。

附图说明

图1a为本发明显示装置的实施例元件分解图；

图1b为图1a所示实施例的局部放大图；

图2为后光变向层的实施例剖视图；

图3为图2第一棱镜及第二棱镜的实施例剖视图；

图4为后光变向层的另一实施例剖视图；

图5为图4第一棱镜、第二棱镜及第三棱镜的实施例剖视图；

图6为显示装置的实施例剖视图；

图7为显示装置的另一实施例剖视图；

图8为显示装置的另一实施例元件分解图；

图9为图8所示显示装置的剖视图；

图10为显示装置的另一实施例剖视图。

符号说明

10参考墙面

30支撑面

100显示面板

110底面

130显示面

131显示区

132显示区垂直投影范围

133周边区

134周边区垂直投影范围

300背光模块

310导光板

311第一面

312第二面

313入光面

330光源

340、350反射片

370光学膜片

500后光变向层

501扩散片

503增亮片

505棱镜片

510第一区

511第一棱镜

520第二区

521第二棱镜

530第三区

531第三棱镜

550第一棱线走向

610第一照射区域

620第二照射区域

630第三照射区域

700壳体

710后开口

730前开口

900前光变向层

911前棱镜

930前照射区

950第二棱线走向

具体实施方式

本发明提供一种显示装置，例如：电脑显示器、电视、监视器、车用主机等。然而在不同的实施例中，显示装置也可运用于其他电子装置上而作为显示之用。

如图1a所示，显示装置包含显示面板100、背光模块300、后光变向层500及壳体700。显示面板100较佳为液晶显示面板，然而在不同实施例中，也可为其他可搭配背光模块300的不同类型显示面板。显示面板100具有显示面130及底面110；底面110与显示面130为相反的两面；其中底面110供自背光模块300接收背光进入显示面板100，以于显示面130形成影像。显示面板100、背光模块300及后光变向层500经组装后设置于壳体700内，而显示面130自壳体700的开口向外显示影像。然而在其他实施例中，壳体700也可仅包覆或支撑背光模块300以形成无边框的显示装置；此外，壳体700也可能为底板、其他结构组件或其他结构连接方式所替代。

背光模块300设置于显示面板100的底面110侧，并具有导光板310及光源330。导光板310具有第一面311及第二面312；第一面311与底面110相对，而第二面312则与第一面311平行，亦即导光板310相反于第一面311的一面。此外，导光板310另具有入光面313；入光面313位于导光板310的侧边，而分别连接第一面311及第二面312的端部。光源330沿着入光面313设置；在优选实施例中，光源330例如为发光二极管灯条，平行于入光面313设置。光源330产生的光线自入光面313进入导光板310，并经过导光板310内部传递后至少部分自第一面311出射并进入底面110。在此优选实施例中，背光模块300可包含有光学膜片370设置于第一面311及底面110间，以对光线进行调变。光学膜片370包含但不限于扩散片、增亮片、半穿反射片等等。此外，背光模块300较佳也可于第二面312的一侧设有反射片340，以增加光线回收再利用的效率。

如图1a所示，后光变向层500直接或间接地设置于第二面312上靠近边缘的位置。较佳而言，后光变向层500形成为长条状，并沿着第二面312上垂直于入光面313的一侧边缘设置。此外，如图1a所示，后光变向层500较佳是成对分别设置于第二面312相对的两侧边上，但不限于此，也可仅设置于单独一侧，或分设于第二面312的上侧与下侧，或设于上侧及两侧边等。后光变向层500较佳设置于第二面312上未设有反射片340的位置，亦即不与反射片340重叠。在本实施例中，后光变向层500设置于反射片340相对的两侧边外。

具体而言，后光变向层500较佳可由数层光学元件叠合而成，例如扩散片501及增亮片503，并贴合于第二面312上；然而在不同实施例中，后光变向层500也可由单独一层的光学膜片所形成。如图1a所示，壳体700上具有后开口710与后光变向层500对应。以此实施例而言，后开口710具有与后光向层500形状类似且延伸方向平行的长条形状，但不限于此，且位置的设计可容许自后光变向层500出射的光线向外射出壳体700。此外，在此优选实施例中，背光模块300较佳包含有另一反射片350设置于第一面311上，而与后光变向层500相对应。在导光板310内的部分光线可经由反射片350的反射，而自第二面312出射至后光变向层500。较佳而言，反射片350在第一面311上的涵盖范围会落于显示面130上的显示区131于第一面311上的垂直投影范围132外，以减少因反射片350的设置而影响到显示区131内的影像显示效果。换言之，反射片350的设置位置会落在显示面130上围绕显示区131的周边区133于第一面311上的垂直投影范围134之内。在不同的实施例中，反射片350也可由形成于第一面311上相应位置的微结构来代替(或两者共用)，以在第一面311上设置微结构处产生破坏光全反射的效果，而提高在对面后光变向层500处的出光效率。

如图1a、图1b及图2所示，后光变向层500包含有棱镜片505，其具有第一区510及第二区520。第一区510上包含有一或多条较佳为平行设置的第一棱镜511，第一棱镜511较佳是沿着后光变向层500的延长方向或是第二面312的侧边延伸。第二区520上包含有一或多条较佳为平行设置第二棱镜521，第二棱镜521较佳具有与第一棱镜511相同的延伸方向。在此优选实施例中，后光变向层500具有第一棱线走向550，而第一棱线走向550较佳是沿着第一面311的侧边延伸。第一棱线走向550较佳可为各个第一棱镜511及第二棱镜521上棱线平均延伸方向的平均，或为单一第一棱镜511或第二棱镜521上棱线的平均延伸方向。由于第一棱镜511及第二棱镜521上的棱线不一定为直线，且可能具有多段棱线，因此较佳可以于棱线上取数个点，而以各点的棱线行进方向平均取得第一棱镜511或第二棱镜521上棱线的平均延伸方向。

如图2所示，部分进入导光板310的光线会被传导自第二面312出射，并进入后光变向层500。这些光线部分会经由第一棱镜511折射，而部分则经由第二棱镜521折射，唯经过第一棱镜511及第二棱镜521折射后的光线会产生相异的出射角度。具体而言，当离开第二面312的光线经由第一区510及第二区520内的棱镜改变行进方向后，将会分别形成第一照射区域610及第二照射区域620。在本实施例中，第二区520较第一区510接近第二面312的边缘，亦即第一区510在比较接近第二面312中心的位置；然而如图2所示，经由第一区510及第二区520折射而出的光线会交错而分别形成第一照射区域610及第二照射区域620。换言之，第一照射区域610会较第二照射区域620偏离第二面312的中心。

如图2所示，若以距后光变向层500约15厘米至30厘米的后方参考墙面10而言，第一照射区域610及第二照射区域620落于其上的范围会以第一照射区域610的中心离第二面312的中心较远。此外，第一照射区域610及第二照射区域620落于其上的范围较佳在交界的边缘处会有重叠的宽带，以维持照射范围的连贯性，降低亮暗不均的状况。在此较佳实施例中，第一区510占后光变向层500总面积的比例界于48％至68％之间，使得投射到第一照射区域610及投射到第二照射区域620的光线中最高亮度一致。由于第一区510距离第二面312的中心较近，因此所接受的光强度也较高，由其来提供光线给距离最远的第一照射区域610将有助于整体环境光补偿的均匀性。通过此一设计，由后光变向层500射出的光线可以提供显示装置背侧环境光的补偿，进而达到保护视力的效果。此外，由于所使用的光线是来自于原本背光模块300中的光源330，而没有另外加设其他的光源，因此在电力配置及机构设计上均较为简易。

特别要说明的是，棱镜片505上各棱镜的分布并不以此实施例为限，也可采用剖面几合均相同的棱镜，或采用不同的棱镜配置方式，例如将第一区510及第二区520的位置颠倒或采交错设置。

如图3所示，在本实施例中同一棱镜的两个底角中，表示的是较接近于第二面312中心的称之为内底角，而较接近第二面312侧边的则称之为外底角。第一棱镜511相对于第二面312具有第一内底角θ1及第一外底角φ1。第二棱镜521较第一棱镜511靠近第二面312的边缘，并相对于第二面312具有第二内底角θ2及第二外底角φ2。第一内底角θ1及第一外底角φ1较佳分别第二内底角θ2及第二外底角φ2相异，以达到使光线折射角度不同的功效。在优选实施例中，第一内底角θ1小于第一外底角φ1，而第二内底角θ2则大于第二外底角φ2。更佳而言，第一内底角界θ1介于48度至56度之间，第一外底角φ1界于58度至62度之间；第二内底角θ2介于80度至90度之间，第二外底角φ2介于55度至65度之间，以使第一照射区域610及第二照射区域620的分布范围符合需求，例如可补偿至显示装置背侧向外张角为40度至45度左右的背景区域。

图4所示为后光变向层500的另一实施例。在本实施例中，除了第一区510及第二区520外，后光变向层500还包含了与第一区510及第二区520平行设置的第三区530。第三区530较第二区520更接近第二面312的边缘，并与第一区510共同将第二区520夹于中间。第三区530内具有一或多条较佳为平行设置的第三棱镜531，经过第三棱镜531折射的光线会与经第一棱镜511及第二棱镜521折射后的光线产生相异的出射角度。具体而言，当离开第二面312的光线经由第三区530的第三棱镜531改变行进方向后，将会形成第三照射区域630。如图4所示，经由第三区530及第二区520折射而出的光线会交错而分别形成第三照射区域630及第二照射区域620。换言之，第三照射区域630会较第二照射区域620接近第二面312的中心。此外，第三照射区域630及第二照射区域620落于其上的范围较佳在交界的边缘处会有重叠的宽带，以维持照射范围的连贯性，降低亮暗不均的状况。在此优选实施例中，第二区520占后光变向层500总面积的比例界于13％至22％之间；第三区530占后光变向层500总面积的比例界于19％至30％之间。通过此一设计，可使由后光变向层500射出的光线可以提供显示装置背侧较均匀及广泛的环境光补偿，进而提高对视力保护的效果。

如图5所示，第三棱镜531相对于第二面312具有第三内底角θ3及第三外底角φ3。较佳而言，第三内底角界θ3介于80度至90度之间，第三外底角φ3介于45度至55度之间，以使第三照射区域630及第二照射区域620的分布范围符合需求。

如图6所示，后光变向层500较佳地设置凹于壳体700之内，而至少部分出线的光线可自后开口710射出。在此优选实施例中，经由第一区510及第二区520折射而出的光线会交错，因此第二区520所折射出较接近垂直的光线将较易避开开口710的右侧边缘而不被阻挡，增加光线的利用率。然而棱镜片505上的棱镜分布并不以此实施例为限，特此说明。

在另一实施例中，如图7所示，后光变向层500也可部分或全部嵌入于后开口710内，使得自后光变向层500射出的光线更不易为壳体700所阻挡。上述的「嵌入」包含但不限于以后光变向层500的边缘与后开口710的边缘相抵触或紧配合，也包含后光变向层500的边缘与后开口710的边缘间留有间隙的情形。

图8及图9所示为显示装置的另一实施例。在此实施例中，除了前述的显示面板100、背光模块300、后光变向层500及壳体700外，显示装置并包含有前光变向层900直接或间接设置于第一面311上靠近边缘的位置。较佳而言，前光变向层900是设置于第一面311上最接近于支撑面30(例如桌面)的底边附近，以提供照射在支撑面30上的光线来作为补偿的环境光。前光变向层900较佳可设置于光学膜片370上，即间接地设置于第一面311上，因此可接受较为准直且均匀的入线光线；然而在不同实施例中，前光变向层900也可直接设置于第一面311上。如图9所示，自入光面313进入导光板310的光线至少部分自第一面311出射而进入前光变向层900，并经由前光变向层900折射以偏离显示面板100的中心。

如图8及图9所示，前光变向层900包含一或多条较佳为平行设置的前棱镜911。在此优选实施例中，前光变向层900具有第二棱线走向950，而第二棱线走向950较佳地沿着第一面311的底边延伸。第二棱线走向950较佳可为各个前棱镜911上棱线平均延伸方向的平均，或为单一前棱镜911上棱线的平均延伸方向。由于前棱镜911上的棱线不一定为直线，且可能具有多段棱线，因此较佳可以于棱线上取数个点，而以各点的棱线行进方向平均取得前棱镜911上棱线的平均延伸方向。如图8所示，第二棱线走向950较佳与第一棱线走向550相交错；在更佳实施例中，第二棱线走向950则与第一棱线走向550大致垂直。部分进入导光板310的光线会被传导自第一面311出射并进入前光变向层900。这些光线会经由前棱镜911折射而朝远离显示面板100中心法线的方向偏离。具体而言，如图9所示，当离开第一面311的光线经由前棱镜911改变行进方向后，将会形成前照射区域930，并提供支撑面30补偿的环境光。此外，前光变向层900的设计也可如前述实施例中的后光变向层500般采取分区设计，而于不同区中分别设置具有不同底角的棱镜，以达到进一步优化环境光补偿的效果，但不以此限。相对而言，在本实施例中的后光变向层500也不限于采取前述的分区设计，而可采用具有相同底角的多个棱镜而达成提供显示装置背侧补偿光的效果。

另如图9所示，前光变向层900较佳地设置凹于壳体700之内，而至少部分出线的光线可自前开口730射出。然而在另一实施例中，如图10所示，前光变向层900也可部分或全部嵌入于前开口730内，使得自前光变向层900射出的光线更不易为壳体700所阻挡。上述的「嵌入」包含但不限于以前光变向层900的边缘与前开口730的边缘相抵触或紧配合，也包含前光变向层900的边缘与前开口730的边缘间留有间隙的情形。

通过此一设计，由前光变向层900射出的光线可以提供显示装置支撑面上环境光的补偿，进而达到保护视力的效果。此外，由于所使用的光线是来自于原本背光模块300中的光源330，而没有另外加设其他的光源，因此在电力配置及机构设计上均较为简易。由于前光变向层900射出的光线可以提供显示装置前方支撑面上的环境光补偿，而后光变向层500可提供显示装置背侧的环境光补偿，因此使用者得到的环境光补偿将更为全面性而完整。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求的精神及范围的修改及均等设置均包含于本发明的范围内。