本发明发明是有关于一种显示装置，且特别是有关于一种薄型化的显示装置。
背景技术
具有显示器的电子产品已是现代人不论在工作处理学习上、或是个人休闲娱乐上，不可或缺的必需品，包括智能手机(smartphone)、平板电脑(pad)、笔记本电脑(notebook)、显示器(monitor)到电视(tv)等许多相关产品，特别是可携式电子产品。而消费者除了追求电子产品本身的电子特性可更优异，如显示效果高品质、操作时其应答速度更快速、使用寿命长和稳定度高等，在功能上也期待可更加丰富和多样化。而消费者对可携式电子产品很重要的期待还包括了电子产品在外型上是否更加轻薄好携带，但传统的显示器厚度较厚，因此如何将显示器厚度变得更为轻薄就成为一个重要问题。
技术实现要素：
本发明是有关于一种显示装置，其结构包括可与偏光片贴合的一体整合的光学膜材设计，使应用的显示装置不但达到遮瑕与集光的效果，还可达到轻量薄型化。
根据本发明，提出一种显示装置，包括一显示器层(displaycell)、一第一光学结构层和一第二光学结构层分别设置于显示器层的下方和上方。第一光学结构层包括一第一偏光片、一粘着层、包括至少一棱镜层(prismsheet)的一棱镜结构、和一下扩散层。其中粘着层具有第一雾度于60％-99％范围之间；粘着层设置于第一偏光片与棱镜结构之间；下扩散层设置于棱镜结构的远离粘着层的一侧，且下扩散层具有第二雾度于60％-99％范围之间。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1为本发明一实施例的一显示装置的剖面简示图。
图2是绘示图1中显示装置的粘着层及部分棱镜结构的剖面示意图。
图3a-3b是绘示实施例的显示装置若产生翘曲的简示图。
图4是绘示本发明另一实施例的一曲面式显示装置的剖面简示图。
图中元件标号说明：
1：显示装置
24：显示器层
lgp：导光板
ls：光源
28：反射层
21：第一光学结构层
21’：棱镜结构
211：第一偏光片
211b：第一偏光片的下表面
212：粘着层
212g：胶体层
212p：光扩散粒子
214：第二棱镜层
2141：第二基材
2142第二棱镜体
215：第一棱镜层
2151：第一基材
2152：第一棱镜体
215b：第一棱镜层的下表面
216：粘胶
217：第三基材
217a：第三基材的上表面
217b：第三基材的下表面
218：下扩散层
22：第二光学结构层
t1：第一光学结构层的总厚度
t2：第二光学结构层的总厚度
具体实施方式
本发明的实施例是提出一种显示装置，其结构包括可与偏光片贴合的一体式光学膜材设计，其中粘着层和下扩散层的雾度可提供应用的显示装置达到遮瑕与集光的效果，且结构亦可使应用的产品达到轻量薄型化以及稳定优异的显示品质，且制程简易适合量产。以下参照所图详细叙述本发明的多种实施态样。需注意的是，实施例所提出的实施态样的结构、制程和内容仅为举例说明的用，本发明欲保护的范围并非仅限于所述的态样。需注意的是，本发明并非显示出所有可能的实施例，相关领域者可在不脱离本发明的精神和范围内对实施例的结构和制程加以变化与修饰，以符合实际应用所需。因此，未于本发明提出的其他实施态样也可能可以应用。再者，实施例中相同或类似的标号是用以标示相同或类似的部分。
再者，说明书与权利要求中所使用的序数例如”第一”、”第二”、”第三”等的用词，是为了修饰权利要求的元件，其本身并不意含及代表该请求元件有任何之前的序数，也不代表某一请求元件与另一请求元件的顺序、或是制造方法上的顺序，这些序数的使用仅用来使具有某命名的一请求元件得以和另一具有相同命名的请求元件能作出清楚区分。
图1为本发明一实施例的一显示装置的剖面简示图。实施例的显示装置1包括一第一光学结构层21、一第二光学结构层22与一显示器层(displaycell)24设置于第一光学结构层21与第二光学结构层22之间，其中第一光学结构层21包括一第一偏光片(i.e.下偏光片)211、一粘着层212具有第一雾度于60％-99％范围之间、一棱镜结构21’包含至少一棱镜层(prismsheet)(棱镜结构21’例如包含后述的第一棱镜层215/第二棱镜层214/第三基材层217以及粘胶216)、和设置于棱镜结构21’且远离粘着层212一侧的一下扩散层218，下扩散层218具有第二雾度于60％-99％范围之间。其中粘着层212设置于第一偏光片211与棱镜结构21’之间，于一实施例中粘着层212可粘附第一偏光片211(例如直接粘附)，棱镜结构21’粘附于粘着层212的一侧；于另一实施例中，粘着层212亦可先直接粘附于该棱镜结构21’，再将棱镜结构借由该粘着层212粘附至第一偏光片211。实施例所提出的结构可使棱镜结构21’和下扩散层218借由粘着层212与偏光片(i.e.第一偏光片211)贴合，形成一体化的第一光学结构层21，如此不但可提供遮瑕与调整光型的效果，亦可使应用的产品达到轻量薄型化与边框窄化。
本文中所叙述的显示器层(displaycell)24是指上下两基板及两者之间设置的显示介质层(例如液晶层)，而不包括偏光片的存在。再者，图1中虽然以侧照式背光源为例做说明，包括导光板lgp设置于下扩散板218的下方，光源ls设置于导光板lgp的一侧，但本发明并不限制可应用的背光源技术。显示装置的背光源可以是直下式背光源(光源设置于第一光学结构层21的下方)或是侧照式背光源，以提供显示装置的光线。显示装置1亦可包括一反射层28设置于导光板lgp下方。于直下式背光源实施例时，可省略导光板lgp。另外，图1中是以棱镜结构21’包括两层棱镜层(第二棱镜层214/第一棱镜层215)为例做说明，当然本发明并不特别限制可应用的棱镜结构与态样。
如图1所示，第一偏光片211设置于显示器层24的下表面，而粘着层212则设置于第一偏光片211的下表面211b与棱镜结构21’之间，下扩散层218设置于棱镜结构21’的下侧(例如第一棱镜层215的下表面215b处)。于一实施例中，粘着层212、棱镜结构21’(ex:第三基材217/粘胶216/第二棱镜层214/粘胶216/第一棱镜层215)与下扩散层218的此三层结构是整合为一贴合整体，可粘附于第一偏光片211的下表面211b处。
图2是绘示图1中显示装置的粘着层及部分棱镜结构的剖面示意图。可同时参照图1和图2。于一实施例中，粘着层212包括一胶体层212g以及多个光扩散粒子212p。其中一基材(如第三基材217)是具有平滑的上表面(例如217a)可供胶体层212g涂布。胶体层212g例如是感压胶(pressuresensitiveadhesive,psa)，但不以此为限。胶体层212g可利用涂布或其他方式设置于棱镜结构21’上(如设置第三基材217上)，如第1和2图所示，粘着层212位于棱镜结构21’与第一偏光片211之间，其中光扩散粒子212p分布于胶体层212g中，使粘着层212产生雾度。
一实施例中，光扩散粒子212p的材料例如是(但不以此为限)聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methylmethacrylate)，pmma)、甲基丙烯酸甲酯(methylmethacrylate、mma)、偶氮二异丁腈(azobisisobutyronitrile，aibn)、过氧化苯甲酰(benzoylperoxide，bpo)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylolpropanetriacrylate，tmpta)、纳米等级的二氧化钛(nanotitaniumoxide，tio2)和二氧化硅(silicon(iv)oxide，sio2)其中之一或多种。其余可使粘着层212达到第一雾度于60％-99％范围之间的其他材料亦可应用做为光扩散粒子212p的材料。
一实施例中，胶体层212g例如是感压胶(pressuresensitiveadhesive,psa)，但并不以此为限。感压胶如依主要成份区分则可分为橡胶系、压克力系、和硅胶(硅利康)系。感压胶的种类如依其型态区分则可分为：溶剂型、乳化型、热熔胶及紫外光硬化型。不同的胶系有其优缺点，实际应用时可视应用条件与制程规格而选择适当胶材，只要能粘附于第一偏光片211的下表面211b处且光扩散粒子212p可乱数分散于其中，应可选用做为胶体层212g。
再者，于一实施例中，棱镜结构21’是由多个棱镜片组合而成并且包括具有平坦化表面(217a)的第三基材217。以图1中所示例的棱镜结构21’为例，第一棱镜层215包括第一基材2151和多个第一棱镜体2152设置于第一基材2151上；和第二棱镜层214包括第二基材2141和多个第二棱镜体2142设置于第二基材2141上，而粘胶216例如是紫外光固化树脂，则分别用以粘合两张棱镜层以及粘合第一棱镜层214于第三基材217的下表面217b，粘着后棱镜体(2142与2152)并不会完全陷入粘胶216内而失去集光功能，此外粘胶216并不限制于紫外光固化树脂，只要能使棱镜体不会失去集光功能的胶体皆为本发明可应用的实施态样。
另外，下扩散层218可利用以背面涂布(backcoating)方式而附着于棱镜结构21’的下表面(ex:第一棱镜层215的下表面215b)，以与棱镜结构21’整合。其中，下扩散层218的背面涂布例如是：雾面咬花处理(mattebackcoating)，例如先在棱镜层的基材下表面(ex:第一棱镜层215的第一基材2151的下表面215b)涂布一胶体，再以滚轮压花方式将滚轮上的乱数图案转印至胶体上；或者是背面涂布微粒(beadsbackcoating)处理，例如于棱镜层的基材下表面形成分散的多个小球而使下扩散层218具有第二雾度于60％-99％范围之间。本发明对于实施例的下扩散层218的实际制作方式并不特别限制，只要可将下扩散层218整合至棱镜结构21’处，即可应用。
根据上述，实施例是透过整合为一体的多层光学复合材料与下偏光片(i.e.第一偏光片211)贴合，多层光学复合材料例如包括：粘着层212，其内含光扩散粒子212p的胶体层212g(例如psa胶)与下偏光片贴合，且雾度(i.e.第一雾度)介于60％～99％，不但具有遮瑕功能(可取代传统上扩散片的遮瑕功能)，同时还可达到粘着膜材与偏光片的效果。实施例的多层光学复合材料还包括了下扩散层218，其雾度(i.e.第二雾度)介于60％～99％而可取代传统下扩散片的遮瑕功能。
另外，第一雾度和第二雾度可以相同或不同，视实际应用状况与需求而定。例如可根据应用的显示装置的亮度需求而分别调整上方粘着层212的第一雾度和/或下方下扩散层218的第二雾度。本发明对此并不多做限制。于其中应用例中，粘着层212的第一雾度例如是60％-99％范围之间，可使正视角中心亮度较亮，或是在70％-99％范围之间时，可使显示器的视角较大，或是80％-99％范围之间时，可以提供较好的遮瑕效果，或是80％-90％范围之间时，可以避免显示器出现因光学膜结构出现的干涉条纹。于其中一应用例中，下扩散层218的第二雾度例如是60％-99％范围之间时，可使显示器正视角中心亮度较亮，或是在70％-99％范围之间时，可使显示器视角较大，或是80％-99％范围之间时，可以提供较好的遮瑕效果，或是80％-90％范围之间时，可以避免显示器出现因光学膜结构造成的干涉条纹。上述的正视角是指以显示装置屏幕的法线为为基准，当观察者两眼视觉的延伸线与显示装置屏幕的发线夹角为锐角且位于0～5度之间时的视角成为正视角。
再者，上述棱镜结构21’的基材(例如第一基材2151、第二基材2141和第三基材217)可选用对于热涨冷缩特性敏感度较低的材料，例如在温度150℃下于xyz方向上的变形量(shrinkage)不超过5％的材料。一实施例中，棱镜结构基材的材料于150℃下的热收缩性为0％-5％(热收缩性是根据jis-c2318进行测量)。于量产的一应用例上，基材于150℃下的热收缩性是为2％-5％。于一较佳实施例中，基材于150℃下的热收缩性为0％-2％。
一实施例中，棱镜结构基材的材料例如是聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate，pet)或聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate，pen)。其中pen又比pet在相同温度下的热收缩性要更佳，且pen的阻水率亦优于pet。当然，本发明并不限制于前述材料，其他适合于棱镜结构基材的材料亦可应用。
另外，除了棱镜结构21’材料的热胀冷缩特性，还可考虑显示器层24的上下两侧的第一光学结构层21与第二光学结构层22的厚度匹配，来避免整体装置因温度变化而产生不想要的翘曲现象。图3a-3b是绘示实施例的显示装置若产生翘曲的简示图。贴附在显示器层(例如液晶显示器层(lcdcell))24的两侧的第一光学结构层21(例如贴附在一tft基板的一侧)和第二光学结构层22(例如贴附在一cf基板的一侧)，若两结构层整体厚度不匹配，例如厚度或材质差异过大时，高温时tft基板侧的膜层的基材(ex:pet基材)膨胀，可能容易致使显示器层24会呈现碗公翘的现象，如图3a所示。而低温时tft基板侧的膜层的基材(ex:pet基材)收缩，可能容易致使显示器层24会呈现乌龟翘的现象，如图3b所示。经过多次的热冲击(thermalshock)后，不平衡的内应力会导致显示器层24翘曲变形，而呈现四角漏光的现象，影响显示影像品质。而如上述选择较低热膨胀特性的材料做为基材，和/或调整显示器层24的上下两侧的第一光学结构层21与第二光学结构层22的厚度，都可改善甚至避免显示装置翘曲变形的现象。
一实施例中，是调整最接近第一偏光片211的基材厚度例如棱镜结构21’的第三基材217厚度，使其减薄，可改善翘曲现象；第三基材217厚度例如是小于4t(＝100μm)。于另一实施例中，第三基材217厚度例如是在0.1t(＝2.5μm)至2t(＝50μm)范围之间。于再一实施例中，第三基材217厚度例如是在20μm至60μm范围之间。于又一实施例中，第三基材217厚度例如是在1t(＝25μm)至2t(＝50μm)范围之间。
一实施例中，除了使棱镜结构21’的第三基材217厚度减薄外，亦调整棱镜层的基材厚度，例如使第一基材2151和第二基材2141其中一者或两者的厚度减薄，例如各者厚度分别小于4t(＝100μm)。于另一实施例中，基材(第一基材2151或第二基材2141)厚度例如是在0.1t(＝2.5μm)至2t(＝50μm)范围之间。于再一实施例中，基材厚度例如是在20μm至60μm范围之间。于又一实施例中，基材厚度例如是在1t(＝25μm)至2t(＝50μm)范围之间。
在传统显示装置使用的光学膜(例如扩散片、棱镜片、增亮膜、保护膜片及偏光板，但不以此为限，只要是在显示器(不包含显示面板及触控面板)中使用的透光材料，皆为本发明中的光学膜)中，各光学膜的基材厚度一般至少约100μm(＝4t)或更厚(三层结构厚度约12t)，实施例的显示装置中减薄的第三基材217和第一、二基材(2151/2141)厚度例如可分别降至1t至2t(三层结构厚度约3t-6t)甚至更低，将可平衡显示器层24上下两侧的第一光学结构层21与第二光学结构层22的厚度，可有效改善甚至避免显示装置翘曲变形的现象。再者，显示装置使用的光学膜的基材厚度大幅降低，重量也大为减轻，可使应用的电子产品达到轻量化与薄型化。于一实施例中，第一光学结构层21的总厚度t1与第二光学结构层22的总厚度t2的差值例如是在5μm至400μm范围之间。
再者，欲平衡显示器层24的上下两侧的第一光学结构层21与第二光学结构层22之间的厚度，除了上述使显示器层24下方的第一光学结构层21的总厚度t1减薄(至少最接近偏光片的pet减薄)，亦可使显示器层24上方的第二光学结构层22的总厚度t2增厚，例如设置一或多张保护膜片(软板/硬板皆可)。于一实施例中，第二光学结构层22是为一第二偏光片(ex:上偏光片)。于另一实施例，第二光学结构层22更包括至少一保护膜片(未绘示)设置于第二偏光片上远离显示器层24的一侧(亦即，第二偏光片设置于保护膜片与显示器层24之间)。此一或多张保护膜片例如是抗指纹膜片、抗静电膜片、抗反射膜片或其他功能的膜片，保护膜片的设置可增加第二光学结构层22的总厚度t2，可改善甚至避免显示装置翘曲变形的现象。
再者，本发明可应用于平面式显示装置或曲面式显示装置，并没有特别限制。图4是绘示本发明另一实施例的一曲面式显示装置的剖面简示图，但仅为示例，本发明并不以此为限，也可以是与实施例相反曲率的设置或是其他具有反折点的曲面实施例(未绘示)，于此并不限制。图4与图1结构相同，除了曲率不同，其中相同元件是沿用相同标号。因此图4中相关膜层与部件的细节，包括元件/层及其空间安排等，请参照图1相关内容，在此不再赘述。
而于实际应用时实施例与偏光板的贴合方式可以是：提供贴合完成的棱镜结构与下扩散层218的多层贴合结构，显示器层24先贴好上下偏光片，再贴上具有雾度(i.e.第一雾度)的粘着层212，再贴上此多层贴合结构。或是，偏光板粘上具有雾度(i.e.第一雾度)的粘着层212再粘上此多层贴合结构，再与显示器层24完成偏光板贴合(此方法于量产时可减少显示装置的生产步骤)。
综上所述，实施例所提出的显示装置，其结构包括粘着层212、棱镜结构21’和下扩散层218可整合为一体，而与偏光片(i.e.第一偏光片211)贴合，粘着层212和下扩散层218的雾度可提供应用的显示装置达到遮瑕与调整光线(例如集光，但并不以此为限)的效果。于一实施例中，可使第三基材217和/或其他基材(例如第二基材2141/第一基材2151)厚度减薄，相较于传统显示装置使用的光学膜材的各基材厚度一般至少约100μm或更厚，实施例的显示装置的减薄的基材厚度可使应用的电子产品达到轻量薄型化与边框窄化，亦可改善甚至避免显示装置翘曲变形的现象。因此应用实施例的膜材整合设计可使应用的显示装置达到轻量薄型化与稳定优异的显示品质，且制程简易适合量产。
其他实施例，例如元件的已知构件有不同的设置与排列等，亦可能可以应用，是视应用时的实际需求与条件而可作适当的调整或变化。因此，说明书与图式中所示的结构仅作说明之用，并非用以限制本发明欲保护的范围。另外，相关技艺者当知，实施例中构成部件的形状和位置亦并不限于图示所绘的态样，亦是根据实际应用时的需求和/或制造步骤在不悖离本发明的精神的情况下而可作相应调整。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。