本实用新型是有关一种显示装置，且特别是有关于一种可以以电控方式控制防窥模式及分享模式的显示装置。
背景技术：
目前当显示器有防窥需求时，通常会在显示面板或背光模块上放置一片光控制膜，以将大角度的光线滤除；当没有防窥需求时，则必须手动将光控制膜移开。一般市面上的光控制膜通常为具有黑色细微百叶窗结构的光学膜，例如3M的包含荧幕防窥片的光控制膜(LCF)或者先进光控制膜(ALCF)。
然而，上述的光学膜相当昂贵，垫高产品成本；光学膜必须手动放置或移离显示面板，使用不便。此外，光控制膜为周期结构，容易与显示面板产生莫尔条纹(Moirépattern)，且光控制膜还会导致显示器辉度的下降，例如约下降30％。
本“背景技术”段落只是用来帮助了解本
技术实现要素：
，因此在“背景技术”中所揭露的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的已知技术。此外，在“背景技术”中所揭露的内容并不代表所述内容或者本实用新型一个或多个实施例所要解决的问题，也不代表在本实用新型申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。
实用新型内容
本实用新型提供一种显示装置，利用电控方式来切换防窥模式及分享模式。
本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型所提供的显示装置具有一视角控制方向，显示装置包含背光模块、显示面板及电控视角切换装置。显示面板设置于背光模块上，显示面板包含面板模块及第一偏光片；电控视角切换装置设置于背光模块上且与显示面板重叠设置，电控视角切换装置与显示面板之间具有一空气层，其中面板模块配置于第一偏光片与电控视角切换装置之间。电控视角切换装置包含液晶盒、至少一相位补偿膜及两个第二偏光片，液晶盒配置于两个第二偏光片之间，至少一相位补偿膜至少配置于其中一第二偏光片与液晶盒之间。
本实用新型实施例的显示装置因采用电控视角切换装置与显示面板重叠设置于背光模块上，且电控视角切换装置与显示面板之间具有一空气层，结合电控视角切换装置的液晶盒与两个第二偏光片之间设置至少一相位补偿片来达到防窥控制，因此可藉由电控视角切换装置的液晶盒的施加电压与否来达到显示装置的防窥模式及分享模式的切换。
为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
图1是本实用新型一第一实施例显示装置的结构分解示意图。
图2是本实用新型一第一实施例显示装置的剖面结构示意图。
图3是本实用新型一实施例电控视角切换装置的结构示意图。
图4A及图4B分别是本实用新型一实施例不同配向方向与偏光片的吸收轴轴向对应示意图。
图5A及图5B分别是本实用新型一实施例显示装置在分享模式及防窥模式下的电控视角切换装置剖面示意图。
图6所示是本实用新型一实施例电控视角切换装置的液晶盒、第二上偏光片及第二下偏光片配置结构示意图。
图7所示是本实用新型一实施例显示面板的结构示意图。
图8是本实用新型又一实施例显示装置的剖面结构示意图。
图9是本实用新型一实施例框架的结构示意图。
图10是本实用新型一实施例框架与液晶盒的框胶位置示意图。
图11是本实用新型又一第一实施例显示装置的剖面结构示意图。
图12是本实用新型一实施例反射片的剖面结构示意图。
图13是本实用新型又一实施例反射片的剖面结构示意图。
图14A至图14C分别是本实用新型一实施例反射片的微结构图案示意图。
图15是本实用新型一第二实施例显示装置的结构分解示意图。
图16是本实用新型一实施例的显示面板与电控视角切换装置连接至电路板示意图。
具体实施方式
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。
图1是本实用新型一第一实施例显示装置的结构分解示意图，如图所示，显示装置10包含背光模块12、显示面板14及电控视角切换装置16。电控视角切换装置16与显示面板14重叠设置，且设置于背光模块12上。于第一实施例中，电控视角切换装置16设置于显示面板14与背光模块12之间，但不限于此，于后续说明的第二实施例显示装置10A中，显示面板14设置于电控视角切换装置16与背光模块12之间。显示面板14包含面板模块18及第一偏光片20，面板模块18位于第一偏光片20与电控视角切换装置16之间。电控视角切换装置16包含液晶盒22、至少一相位补偿膜24及两个第二偏光片，于一实施例中，两个第二偏光片分别为第二上偏光片26及第二下偏光片28，液晶盒22配置于第二上偏光片26及第二下偏光片28之间，相位补偿膜24配置第二上偏光片26与液晶盒22之间，但不限于此，于其他实施例中，相位补偿模可为一层或多层配置于第二上偏光片26与液晶盒22之间，及/或第二下偏光片28与液晶盒22之间。图2是本实用新型一第一实施例显示装置的剖面结构示意图，请同时参阅图2所示，电控视角切换装置16位于显示面板14与背光模块12之间，其中电控视角切换装置16与显示面板14之间具有一空气层30。
接续上述说明，经由电控视角切换装置16的切换，实现显示装置10在一视角控制方向P具有防窥模式。图3是本实用新型一实施例电控视角切换装置的结构示意图，如图所示，电控视角切换装置16的液晶盒22包含两个基板、两个电极层、两个配向层及液晶材料层228。于一实施例中，两个基板分别为上基板221及下基板222，两个电极层分别为上电极层223及下电极层224，两个配向层分别为上配向层225及下配向层226。如图3所示，上基板221及下基板222配置于第二上偏光片26及第二下偏光片28之间，于一实施例中，相位补偿膜24位于上基板221与第二上偏光片26之间，惟不限于此。上电极层223及下电极层224配置于上基板221及下基板222之间，于一实施例中，上电极层223及下电极层224分别设置于上基板221及下基板222的相对二内表面。上配向层225及下配向层226设置于上电极层223及下电极层224之间，于一实施例中，上配向层225邻近上电极层223，下配向层226邻近下电极层224。液晶材料层228配置于上配向层225及下配向层226之间，其中液晶材料层228包含多个液晶分子229，液晶分子229的光轴230的光轴方向B相对于视角控制方向P之间具有70度到110度的夹角θ1。于一实施例中，如图3所示，第二上偏光片26的吸收轴A26轴向与第二下偏光片28的吸收轴A28轴向平行于视角控制方向P。
其中，上配向层225与下配向层226分别具有一配向方向，两个配向方向与视角控制方向P之间分别具有90±20度及270±20度的夹角，且第二上偏光片26及第二下偏光片28的吸收轴(或穿透轴)轴向与两个配向方向之间的夹角选自0±5度及90±5度其中之一。举例说明，若以朝向方位角0度及180度代表视角控制方向P，则上配向层225及下配向层226的配向方向可分别为90度及270度、或者分别为90度及270±20度、或者分别为90±20度及270度、或者分别为90±20度及270±20度；第二上偏光片26及第二下偏光片28的吸收轴(或穿透轴)轴向则对应于配向方向配置，而与配向方向垂直(或平行)。于一实施例中，如图4A所示，当上配向层225的配向方向I1及下配向层226的配向方向I2例如分别为270度及90度时，则第二上偏光片26的吸收轴A26轴向及第二下偏光片的吸收轴A28轴向皆为朝向0度及180度方向；如图4B所示，当配向方向I1、I2逆时针偏转一角度θ2时，则吸收轴A26、A28轴向亦逆时针偏转一角度θ2，其中角度θ2小于20度。
图5A及图5B分别是本实用新型一实施例显示装置在分享模式及防窥模式下的电控视角切换装置剖面示意图。以液晶分子229的光轴230的光轴方向B(未绘示)与视角控制方向P之间的夹角为90度，且第二上偏光片26的穿透轴T26轴向及第二下偏光片28的穿透轴T28轴向都平行于光轴方向B作为例子。其中，例如液晶分子229的光轴230、第二上偏光片26的穿透轴T26及第二下偏光片28的穿透轴T28皆平行第一方向D1，视角控制方向P为与第一方向D1垂直的第二方向D2以及第二方向D2的反方向，又以第三方向D3表示电控视角切换装置16与显示面板14的堆叠方向，第三方向D3与第一方向D1及第二方向D2垂直。当电控视角切换装置16关机(power off)时，上电极层223及下电极层224之间无电位差，如图5A所示，液晶分子229的光轴230垂直于视角控制方向P，无论是正视角方向的光线L1(即正向入射电控视角切换装置的光线)或者视角控制方向的光线L2(即大角度入射电控视角切换装置的光线)通过第二下偏光片28所产生的偏振光未感受到液晶分子229的相位变化，因此偏振方向不被液晶材料层228改变，进而都可以通过第二上偏光片26，此时显示装置10为分享模式。当电控视角切换装置16开机时(power on)时，液晶材料层228中的液晶分子229受到上电极层223及下电极层224之间的电场作用，如图5B所示，液晶分子229的光轴230以视角控制方向P为轴转动一角度，以不同入射角度通过电控视角切换装置16的光线在液晶材料层228受到不同的相位变化，例如正视角方向的光线L1通过液晶材料层228时，其偏振方向不被液晶材料层228改变而可通过第二上偏光片26；在视角控制方向以较大角度入射电控视角切换装置的光线L2，其偏振方向被液晶材料层228改变，无法通过第二上偏光片26，此时显示装置10为防窥模式。
其中，如图6所示，电控视角切换装置16的第二上偏光片26及第二下偏光片28分别贴附于液晶盒22的上方及下方，第二上偏光片26包含相对二长边261及相对二短边262，第二下偏光片28包含相对二长边281及相对二短边282，于一实施例中，第二上偏光片26的吸收轴A26及第二下偏光片28的吸收轴A28(未绘示)的轴向为平行于二长边261、281，如此使得第二上偏光片26的应力方向S与第二下偏光片28的应力方向S互相抵消，因此电控视角切换装置16不容易产生翘曲现象。此外，在显示面板14中，如图7所示，第一偏光片20亦包含相对二长边201及相对二短边202，于一实施例中，第一偏光片20的吸收轴A20的轴向为平行于短边202，因此第一偏光片20的应力方向S平行于短边202，如此使得显示面板14虽仅贴附一张第一偏光片20于面板模块18上，也不容易产生翘曲。
图8是本实用新型又一实施例显示装置的剖面结构示意图，其中仍然以第二上偏光片26的穿透轴T26及第二下偏光片28的穿透轴T28皆与视角控制方向P垂直作说明。如图8所示，背光模块12在视角控制方向P发出的光线L1、L2经过电控视角切换装置16的第二下偏光片28后，偏振光的偏振方向与视角控制方向P垂直，亦即为S偏振光。一般来说，S偏振光的介面穿透率会比P偏振光低许多，举例而言，以45度角入射于电控视角切换装置16的光线L2为例，光线L2进入电控视角切换装置16后，光线L2行进方向由45度偏折为例如28.1度，在第二上偏光片26与空气层30的介面，S偏振光的介面穿透率为P偏振光的例如90.7％；当光线L2进入空气层30时，光线L2行进方向偏折回45度；当光线L2继续行进至显示面板14的邻近空气层30的一侧时，S偏振光的介面穿透率为P偏振光的例如91.6％，如此以45度角入射于电控视角切换装置16的光线L2，其S偏振光的穿透率会比P偏振光低了约17％，有助于防窥效果的提升。进一步而言，电控视角切换装置16与显示面板14之间具有空气层30，若通过电控视角切换装置16的光线L1、L2为S偏振光，将有助于降低视角控制方向的光线L2(即大角度入射电控视角切换装置的光线)在第二上偏光片26与空气层30的介面、以及空气层30与显示面板14的介面的穿透率，进而提高防窥效果。
接续上述说明，于第一实施例中，如图2与图8所示，电控视角切换装置16配置于显示面板14及背光模块12之间，其中，电控视角切换装置16与显示面板14之间以具有粘性的框架32连接，以便使电控视角切换装置16与显示面板14之间具有空气层30，空气层的厚度例如为0.1毫米、0.2毫米或0.3毫米。其中，由于显示面板14的面板模块18的表面一般为透明的玻璃表面或者面板模块18的表面贴附有光学膜，当电控视角切换装置16与面板模块18过于接近时，为避免产生牛顿环(Newton's rings)效应，于第二上偏光片26中面向显示模块18的一侧或表面设置有凹凸结构(图中未示)，凹凸结构位于第二上偏光片26及显示模块18之间，藉由凹凸结构来避免第二上偏光片26表面与显示模块18表面大面积接触，以防止牛顿环效应产生。另外，为了避免经过第二上偏光片26的偏振光的偏振态因凹凸结构的散射而被破坏的太严重使得显示面板14的对比下降，因此将凹凸结构设计于第二上偏光片26的表面时，第二上偏光片26的表面雾度必须低于50％；优选地，第二上偏光片26的表面雾度为小于20％；更优选地，第二上偏光片26的表面雾度为小于5％。
其中，上述的具有黏性的框架32包含口字型双面胶体，优选者，框架32的颜色为黑色，用以遮蔽框架32下方光学板或逆棱镜边缘的散射光以及避免框架32边缘产生散射光，藉此避免在显示区边缘产生光晕。于一实施例中，如图9所示，框架32由四边框321、322、323、324所组成，每一边框321、322、323、324的相对两端分别形成有阶梯结构325，四边框321、322、323、324经由阶梯结构325的两两对接而连成口字型。藉由阶梯结构325的设计，可有效防止落尘由边框321、322、323、324的接缝处进入空气层30内。
请参阅图10所示，配合液晶盒的结构进一步说明框架的配置位置，图10是本实用新型一实施例框架与液晶盒的框胶的位置示意图。如图10所示，液晶盒22具有显示区40及框胶区42，框胶区42环绕着显示区40，其中液晶盒22的液晶材料层228(示于图3)位于显示区40，第一框胶44位于上基板221(示于图3)及下基板222(示于图3)之间的框胶区42，且环绕显示区40，用以密封液晶材料层228。于一实施例中，框架32为设置在电控视角切换装置16(示于图2)与所述显示面板14(示于图2)之间且环绕着框胶区42并与框胶区42部分重叠，特别是与第一框胶44部分重叠，框架32及第一框胶44的颜色皆为黑色，藉由黑色第一框胶44及黑色框架32的设置可有效遮蔽显示装置10周边的光晕。
另外，如图10所示，上基板221及下基板222之间的框胶区42除了设置第一框胶44以密封液晶材料层228之外，另有第二框胶46设置于框胶区42，此第二框胶46仅设置于框胶区48的局部位置，第二框胶46内分布有多个导电球48，例如金球，以藉由第二框胶46连接上基板221及下基板222的同时，并透过导电球48电性连接上电极层223(示于图3)及下电极层224(示于图3)。于一实施例，下电极层224的驱动信号是由外部讯号经由上电极层223电性分离后并透过第二框胶46中的导电球48传导至下电极层224所供应，于此设计中，上电极层223与下电极层224电性连接区域与上电极层223其他区域电性分离，以作为下电极层224的讯号进入区；于另一实施例，上电极层223的驱动信号是由外部讯号经由下电极层224电性分离后并透过第二框胶46中的导电球48传导至上电极层223所供应，于此设计中，下电极层224与上电极层223电性连接区域与下电极层224其他区域电性分离，以作为上电极层223的讯号进入区。
接续上述说明，在本实用新型中，电控视角切换装置16的相位补偿膜24可为负C型板(Negative C-plate)、A型板(A-plate)及双轴型板(Bi-axial plate)，且相位补偿膜24不限于使用一片而可为多片重叠。而无论是哪种型态的相位补偿膜24，其所调整的面内光程差的补偿值(Ro)及面外光程差补偿值(Rth)须符合Ro介于0纳米至150纳米之间及Rth介于100纳米至600纳米之间的取值范围；其中Ro越低越好，Rth最佳者为400纳米。藉由相位补偿膜24的设置以扩展电控视角切换装16置的防窥范围。
其中，由于A型板及双轴型板具有方向性，若相位补偿膜24为双轴型板时，则双轴型板的折射率分布必须满足Nx>Ny>Nz，其中Nx、Ny与Nz分别代表双轴型板在x轴、y轴与z轴的折射系数，其中z轴方向为相位补偿膜24的厚度方向。相位补偿膜24可以是多层双轴型板贴合而成，双轴型板可位于例如第二上偏光片26与液晶盒22之间(如图2所示)、或位于第二下偏光片28与液晶盒22之间，或者液晶盒22与第二上偏光片26及第二下偏光片28之间皆有设置双轴型板。各个双轴型板的x轴方向与相邻的第二上偏光片26/第二下偏光片28的吸收轴A26/A28或穿透轴T26/T28之间具有0±30度的夹角，其中以双轴型板的x轴方向与吸收轴A26/A28或穿透轴T26/T28平行而可获得较佳的防窥效果。
若相位补偿膜为选择A型板时，必须同时使用一对A型板，于一实施例中，如图11所示，相位补偿膜24包含第一A型板241及第二A型板242，第一A型板241的光轴(图中未示)与第二A型板242的光轴(图中未示)之间具有90度±20度的夹角；第一A型板241配置于第二下偏光片28及液晶盒22之间，且第一A型板241的光轴与第二下偏光片28的吸收轴A28(图中未示)之间具有45±10度的夹角，第二A型板242配置于第二下偏光片28及第一A型板241之间，且第二A型板242的光轴与第二下偏光片28的吸收轴A28(图中未示)之间具有45±10度的夹角。其中以第一A型板241(第二A型板242)的光轴与第二上偏光片26(第二下偏光片28)的吸收轴A26(A28)之间具有45度夹角而可获得较佳的防窥效果。又若第一A型板241与第二A型板242的Ro值及Rth值较低而无法达到上述的Ro值及Rth值的取值范围，则可将第一A型板241和/或第二A型板242多个重叠以提高Ro值及Rth值。
除了上述藉由相位补偿膜24的配置以增加显示装置10的防窥效果的外，于一实施例中，背光模块12的结构亦是防止防窥效果降低的因素的一。请继续参阅图1所示，背光模块12包含光源及光学板，本实施例的光源例如是线光源组件50，光学板例如是导光板52，导光板52具有入光面521及出光面522，于第一实施例中，出光面522与电控视角切换装置16相对设置，但不限于此，于后续说明的第二实施例显示装置10A中，出光面522与显示面板14相对设置。如图1所示，线光源组件50配置于入光面521旁，线光源组件50包含多个发光二极体501沿一预定方向C1排列，且预定方向C1平行视角控制方向P。于一实施例中，背光模块12还包含一逆棱镜片54配置于出光面522，逆棱镜片54具有多个平行排列的棱镜柱541，棱镜柱541面向出光面522，且棱镜柱541的延伸方向C2平行视角控制方向P。
接续上述说明，背光模块12还包含反射片56配置于导光板52的出光面522的相对侧，亦即反射片56配置于导光板52的下方。图12是本实用新型一实施例反射片的剖面结构示意图，如图所示，反射片56包含基材561及金属层562，金属层562形成于基材561上，金属层562为银金属层或铝金属层，如此使得反射片56不为白反射片，避免因使用白反射片使得反射光被散射，造成背光模块12大角度光线增加所导致的防窥效果降低的缺失。
图13是本实用新型又一实施例反射片的剖面结构示意图，如图所示，反射片56包含金属层562及保护层563，金属层562为银金属层或铝金属层，保护层563包覆金属层562，其中保护层563面向导光板52(示于图1)的一侧形成有微结构图案564。由于微结构图案564对散射光具有非对称性，因此微结构图案564的调整上须考量视角控制方向P，以便在视角控制方向P具有较低比例的散射光。图14A至图14C分别是本实用新型一实施例反射片的微结构图案示意图。如图14A所示，微结构图案564包含多条凸起部565，且每条凸起部565的延伸方向与视角控制P方向平行。如图14B所示，微结构图案564包含多条凸起部565，且每条凸起部565的延伸方向与视角控制方向P垂直。如图14C所示，微结构图案564包含多个凸起部565，每一凸起部565呈椭圆形，且椭圆形的长轴L565平行视角控制方向P。于其他实施例中，反射片56亦可为多层膜层叠的镜面反射片(ESR)
本实施例的反射片56具备有低散射的特性，于一实施例中，被反射片56散射的光线与不被反射片56散射的光线的比例小于0.25，如此可降低背光模块12射出的大角度光线，特别是降低背光模块12在视角控制方向P的大角度光。此外，上述的保护层563的设计可防止反射片56在运送过程中或组装于背光模块12的过程中损坏。
图15是本实用新型一第二实施例显示装置的结构分解示意图，如图所示，显示装置10A包含背光模块12、显示面板14及电控视角切换装置16，其与第一实施例的差异为在第二实施例中，显示面板14为介于背光模块12及电控视角切换装置16之间，且背光模块12的光学板(例如导光板52)的出光面522与显示面板14相对设置。至于电控视角切换装置16的切换模式、显示面板14及电控视角切换装置16之间空气层30的形成、以及背光模块12的结构与第一实施例相同或相近、于此不再赘述。
图16是本实用新型一实施例的显示面板与电控视角切换装置连接至电路板示意图，如图16所示，显示装置10/10A还包含具有控制电路组成的电路板58以及多条软排线60，利用软排线60电性连接显示面板14及电控视角切换装置16至电路板58，以便藉由电路板58上的控制电路组成对显示面板14及电控视角切换装置16进行驱动及控制。
综上所述，本实用新型可达到以下效果：
1)使用本实施例显示装置时，可藉由电控视角切换装置切换显示装置影像的视角，以实现防窥模式及分享模式的切换。本实施例显示装置改善传统必须手动将光学膜设置或移离显示面板才能达到防窥或分享需求所造成的使用不便的缺失。
2)经由相位补偿片的选择与设置，以及反射片的结构改良可提高防窥效果。
3)电控视角切换装置不易产生翘曲，使用寿命较长。
以上所述，仅为本实用新型的优选实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即大凡依本实用新型权利要求书及说明书所作的简单的等效变化与修改，皆仍属本实用新型专利涵盖的范围内。另外，本实用新型的任一实施例或权利要求不须达成本实用新型所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和发明名称仅是用来辅助专利文件检索的用，并非用来限制本实用新型的权利范围。此外，本说明书或申请专利范围中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
附图标记
10、10A：显示装置
12：背光模块
14：显示面板
16：电控视角切换装置
18：面板模块
20：第一偏光片
201：长边
202：短边
22：液晶盒
221：上基板
222：下基板
223：上电极层
224：下电极层
225：上配向层
226：下配向层
228：液晶材料层
229：液晶分子
230：光轴
24：相位补偿膜
241：第一A型板
242：第二A型板
26：第二上偏光片
261：长边
262：短边
28：第二下偏光片
281：长边
282：短边
30：空气层
P：视角控制方向
B：光轴方向
A26、A28、A20：吸收轴
T26、T28：穿透轴
I1、I2：配向方向
θ1：夹角
θ2：角度
D1：第一方向
D2：第二方向
D3：第三方向
S：应力方向
32：框架
321、322、323、324：边框
325：阶梯结构
40：显示区
42：框胶区
44：第一框胶
46：第二框胶
48：导电球
50：线光源组件
501：发光二极体
52：导光板
521：入光面
522：出光面
C1：预定方向
C2：延伸方向
54：逆棱镜片
541：棱镜柱
56：反射片
561：基材
562：金属层
563：保护层
564：微结构图案
565：凸起部
L565：长轴
58：电路板
60：软排线