本發明涉及一種顯示裝置；具體而言，本發明涉及一種具環境光補償的顯示裝置。

背景技術：

平面及曲面顯示裝置已被廣泛地應用于各式的電子裝置之中，例如移動電話、個人穿戴裝置、電視、交通工具用主機、個人電腦、數字相機、掌上型電玩等。然而為了提高使用者的視覺感受，業者仍在不斷地就顯示裝置的光學表現進行改良。

然而往往為使用者所忽略的是，在使用顯示裝置時，需同時注意其亮度與外在環境光的搭配，以減少長期使用下對眼睛造成的損傷。以個人電腦熒幕為例，若是熒幕亮度高，而周圍環境過暗，將會因使用者的瞳孔放大而感覺熒幕亮度太高，進而使得眼睛不適。為了解決此一問題，部分使用者會以臺燈或其他燈具進行補光，然而在補光不均勻的狀況下，仍然會使得使用者的眼睛覺得不適。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種顯示裝置，可在不外加光源的狀況下提供適當的環境光補償。

本發明的另一目的在于提供一種顯示裝置，可提高使用者觀看顯示裝置時的舒適度，以減輕眼睛因環境亮度過暗或不均勻而產生的疲勞。

為達上述目的，本發明的顯示裝置包含顯示面板、背光模塊及后光變向層。顯示面板具有相對的顯示面及底面；其中底面供自背光模塊接收背光進入顯示面板，以于顯示面形成影像。背光模塊設置于顯示面板的底面側，并具有導光板及光源。導光板具有與底面相對的第一面及與第一面平行的第二面。導光板另具有入光面，位于導光板的側邊，而分別連接第一面及第二面的端部。光源沿著入光面設置，其產生的光線自入光面進入導光板。

后光變向層設置于第二面上靠近邊緣的位置。后光變向層包含有第一區及第二區；第一區上具有一或多條第一棱鏡，第二區上具有一或多條第二棱鏡。部分進入導光板的光線會被傳導自第二面出射，并進入后光變向層。這些光線部分會經由第一棱鏡折射，而部分則經由第二棱鏡折射，經過第一棱鏡及第二棱鏡折射后的光線會形成相異的出射角度。

此外，在上述的第一棱鏡相對于第二面具有第一內底角及第一外底角，第二棱鏡相對于第二面具有第二內底角及第二外底角；且第一內底角的角度不等于第二內底角的角度，而第一外底角的角度不等于第二外底角的角度。

附圖說明

圖1a為本發明顯示裝置的實施例元件分解圖；

圖1b為圖1a所示實施例的局部放大圖；

圖2為后光變向層的實施例剖視圖；

圖3為圖2第一棱鏡及第二棱鏡的實施例剖視圖；

圖4為后光變向層的另一實施例剖視圖；

圖5為圖4第一棱鏡、第二棱鏡及第三棱鏡的實施例剖視圖；

圖6為顯示裝置的實施例剖視圖；

圖7為顯示裝置的另一實施例剖視圖；

圖8為顯示裝置的另一實施例元件分解圖；

圖9為圖8所示顯示裝置的剖視圖；

圖10為顯示裝置的另一實施例剖視圖。

符號說明

10參考墻面

30支撐面

100顯示面板

110底面

130顯示面

131顯示區

132顯示區垂直投影范圍

133周邊區

134周邊區垂直投影范圍

300背光模塊

310導光板

311第一面

312第二面

313入光面

330光源

340、350反射片

370光學膜片

500后光變向層

501擴散片

503增亮片

505棱鏡片

510第一區

511第一棱鏡

520第二區

521第二棱鏡

530第三區

531第三棱鏡

550第一棱線走向

610第一照射區域

620第二照射區域

630第三照射區域

700殼體

710后開口

730前開口

900前光變向層

911前棱鏡

930前照射區

950第二棱線走向

具體實施方式

本發明提供一種顯示裝置，例如：電腦顯示器、電視、監視器、車用主機等。然而在不同的實施例中，顯示裝置也可運用于其他電子裝置上而作為顯示之用。

如圖1a所示，顯示裝置包含顯示面板100、背光模塊300、后光變向層500及殼體700。顯示面板100較佳為液晶顯示面板，然而在不同實施例中，也可為其他可搭配背光模塊300的不同類型顯示面板。顯示面板100具有顯示面130及底面110；底面110與顯示面130為相反的兩面；其中底面110供自背光模塊300接收背光進入顯示面板100，以于顯示面130形成影像。顯示面板100、背光模塊300及后光變向層500經組裝后設置于殼體700內，而顯示面130自殼體700的開口向外顯示影像。然而在其他實施例中，殼體700也可僅包覆或支撐背光模塊300以形成無邊框的顯示裝置；此外，殼體700也可能為底板、其他結構組件或其他結構連接方式所替代。

背光模塊300設置于顯示面板100的底面110側，并具有導光板310及光源330。導光板310具有第一面311及第二面312；第一面311與底面110相對，而第二面312則與第一面311平行，亦即導光板310相反于第一面311的一面。此外，導光板310另具有入光面313；入光面313位于導光板310的側邊，而分別連接第一面311及第二面312的端部。光源330沿著入光面313設置；在優選實施例中，光源330例如為發光二極管燈條，平行于入光面313設置。光源330產生的光線自入光面313進入導光板310，并經過導光板310內部傳遞后至少部分自第一面311出射并進入底面110。在此優選實施例中，背光模塊300可包含有光學膜片370設置于第一面311及底面110間，以對光線進行調變。光學膜片370包含但不限于擴散片、增亮片、半穿反射片等等。此外，背光模塊300較佳也可于第二面312的一側設有反射片340，以增加光線回收再利用的效率。

如圖1a所示，后光變向層500直接或間接地設置于第二面312上靠近邊緣的位置。較佳而言，后光變向層500形成為長條狀，并沿著第二面312上垂直于入光面313的一側邊緣設置。此外，如圖1a所示，后光變向層500較佳是成對分別設置于第二面312相對的兩側邊上，但不限于此，也可僅設置于單獨一側，或分設于第二面312的上側與下側，或設于上側及兩側邊等。后光變向層500較佳設置于第二面312上未設有反射片340的位置，亦即不與反射片340重疊。在本實施例中，后光變向層500設置于反射片340相對的兩側邊外。

具體而言，后光變向層500較佳可由數層光學元件疊合而成，例如擴散片501及增亮片503，并貼合于第二面312上；然而在不同實施例中，后光變向層500也可由單獨一層的光學膜片所形成。如圖1a所示，殼體700上具有后開口710與后光變向層500對應。以此實施例而言，后開口710具有與后光向層500形狀類似且延伸方向平行的長條形狀，但不限于此，且位置的設計可容許自后光變向層500出射的光線向外射出殼體700。此外，在此優選實施例中，背光模塊300較佳包含有另一反射片350設置于第一面311上，而與后光變向層500相對應。在導光板310內的部分光線可經由反射片350的反射，而自第二面312出射至后光變向層500。較佳而言，反射片350在第一面311上的涵蓋范圍會落于顯示面130上的顯示區131于第一面311上的垂直投影范圍132外，以減少因反射片350的設置而影響到顯示區131內的影像顯示效果。換言之，反射片350的設置位置會落在顯示面130上圍繞顯示區131的周邊區133于第一面311上的垂直投影范圍134之內。在不同的實施例中，反射片350也可由形成于第一面311上相應位置的微結構來代替(或兩者共用)，以在第一面311上設置微結構處產生破壞光全反射的效果，而提高在對面后光變向層500處的出光效率。

如圖1a、圖1b及圖2所示，后光變向層500包含有棱鏡片505，其具有第一區510及第二區520。第一區510上包含有一或多條較佳為平行設置的第一棱鏡511，第一棱鏡511較佳是沿著后光變向層500的延長方向或是第二面312的側邊延伸。第二區520上包含有一或多條較佳為平行設置第二棱鏡521，第二棱鏡521較佳具有與第一棱鏡511相同的延伸方向。在此優選實施例中，后光變向層500具有第一棱線走向550，而第一棱線走向550較佳是沿著第一面311的側邊延伸。第一棱線走向550較佳可為各個第一棱鏡511及第二棱鏡521上棱線平均延伸方向的平均，或為單一第一棱鏡511或第二棱鏡521上棱線的平均延伸方向。由于第一棱鏡511及第二棱鏡521上的棱線不一定為直線，且可能具有多段棱線，因此較佳可以于棱線上取數個點，而以各點的棱線行進方向平均取得第一棱鏡511或第二棱鏡521上棱線的平均延伸方向。

如圖2所示，部分進入導光板310的光線會被傳導自第二面312出射，并進入后光變向層500。這些光線部分會經由第一棱鏡511折射，而部分則經由第二棱鏡521折射，唯經過第一棱鏡511及第二棱鏡521折射后的光線會產生相異的出射角度。具體而言，當離開第二面312的光線經由第一區510及第二區520內的棱鏡改變行進方向后，將會分別形成第一照射區域610及第二照射區域620。在本實施例中，第二區520較第一區510接近第二面312的邊緣，亦即第一區510在比較接近第二面312中心的位置；然而如圖2所示，經由第一區510及第二區520折射而出的光線會交錯而分別形成第一照射區域610及第二照射區域620。換言之，第一照射區域610會較第二照射區域620偏離第二面312的中心。

如圖2所示，若以距后光變向層500約15厘米至30厘米的后方參考墻面10而言，第一照射區域610及第二照射區域620落于其上的范圍會以第一照射區域610的中心離第二面312的中心較遠。此外，第一照射區域610及第二照射區域620落于其上的范圍較佳在交界的邊緣處會有重疊的寬帶，以維持照射范圍的連貫性，降低亮暗不均的狀況。在此較佳實施例中，第一區510占后光變向層500總面積的比例界于48％至68％之間，使得投射到第一照射區域610及投射到第二照射區域620的光線中最高亮度一致。由于第一區510距離第二面312的中心較近，因此所接受的光強度也較高，由其來提供光線給距離最遠的第一照射區域610將有助于整體環境光補償的均勻性。通過此一設計，由后光變向層500射出的光線可以提供顯示裝置背側環境光的補償，進而達到保護視力的效果。此外，由于所使用的光線是來自于原本背光模塊300中的光源330，而沒有另外加設其他的光源，因此在電力配置及機構設計上均較為簡易。

特別要說明的是，棱鏡片505上各棱鏡的分布并不以此實施例為限，也可采用剖面幾合均相同的棱鏡，或采用不同的棱鏡配置方式，例如將第一區510及第二區520的位置顛倒或采交錯設置。

如圖3所示，在本實施例中同一棱鏡的兩個底角中，表示的是較接近于第二面312中心的稱之為內底角，而較接近第二面312側邊的則稱之為外底角。第一棱鏡511相對于第二面312具有第一內底角θ1及第一外底角φ1。第二棱鏡521較第一棱鏡511靠近第二面312的邊緣，并相對于第二面312具有第二內底角θ2及第二外底角φ2。第一內底角θ1及第一外底角φ1較佳分別第二內底角θ2及第二外底角φ2相異，以達到使光線折射角度不同的功效。在優選實施例中，第一內底角θ1小于第一外底角φ1，而第二內底角θ2則大于第二外底角φ2。更佳而言，第一內底角界θ1介于48度至56度之間，第一外底角φ1界于58度至62度之間；第二內底角θ2介于80度至90度之間，第二外底角φ2介于55度至65度之間，以使第一照射區域610及第二照射區域620的分布范圍符合需求，例如可補償至顯示裝置背側向外張角為40度至45度左右的背景區域。

圖4所示為后光變向層500的另一實施例。在本實施例中，除了第一區510及第二區520外，后光變向層500還包含了與第一區510及第二區520平行設置的第三區530。第三區530較第二區520更接近第二面312的邊緣，并與第一區510共同將第二區520夾于中間。第三區530內具有一或多條較佳為平行設置的第三棱鏡531，經過第三棱鏡531折射的光線會與經第一棱鏡511及第二棱鏡521折射后的光線產生相異的出射角度。具體而言，當離開第二面312的光線經由第三區530的第三棱鏡531改變行進方向后，將會形成第三照射區域630。如圖4所示，經由第三區530及第二區520折射而出的光線會交錯而分別形成第三照射區域630及第二照射區域620。換言之，第三照射區域630會較第二照射區域620接近第二面312的中心。此外，第三照射區域630及第二照射區域620落于其上的范圍較佳在交界的邊緣處會有重疊的寬帶，以維持照射范圍的連貫性，降低亮暗不均的狀況。在此優選實施例中，第二區520占后光變向層500總面積的比例界于13％至22％之間；第三區530占后光變向層500總面積的比例界于19％至30％之間。通過此一設計，可使由后光變向層500射出的光線可以提供顯示裝置背側較均勻及廣泛的環境光補償，進而提高對視力保護的效果。

如圖5所示，第三棱鏡531相對于第二面312具有第三內底角θ3及第三外底角φ3。較佳而言，第三內底角界θ3介于80度至90度之間，第三外底角φ3介于45度至55度之間，以使第三照射區域630及第二照射區域620的分布范圍符合需求。

如圖6所示，后光變向層500較佳地設置凹于殼體700之內，而至少部分出線的光線可自后開口710射出。在此優選實施例中，經由第一區510及第二區520折射而出的光線會交錯，因此第二區520所折射出較接近垂直的光線將較易避開開口710的右側邊緣而不被阻擋，增加光線的利用率。然而棱鏡片505上的棱鏡分布并不以此實施例為限，特此說明。

在另一實施例中，如圖7所示，后光變向層500也可部分或全部嵌入于后開口710內，使得自后光變向層500射出的光線更不易為殼體700所阻擋。上述的「嵌入」包含但不限于以后光變向層500的邊緣與后開口710的邊緣相抵觸或緊配合，也包含后光變向層500的邊緣與后開口710的邊緣間留有間隙的情形。

圖8及圖9所示為顯示裝置的另一實施例。在此實施例中，除了前述的顯示面板100、背光模塊300、后光變向層500及殼體700外，顯示裝置并包含有前光變向層900直接或間接設置于第一面311上靠近邊緣的位置。較佳而言，前光變向層900是設置于第一面311上最接近于支撐面30(例如桌面)的底邊附近，以提供照射在支撐面30上的光線來作為補償的環境光。前光變向層900較佳可設置于光學膜片370上，即間接地設置于第一面311上，因此可接受較為準直且均勻的入線光線；然而在不同實施例中，前光變向層900也可直接設置于第一面311上。如圖9所示，自入光面313進入導光板310的光線至少部分自第一面311出射而進入前光變向層900，并經由前光變向層900折射以偏離顯示面板100的中心。

如圖8及圖9所示，前光變向層900包含一或多條較佳為平行設置的前棱鏡911。在此優選實施例中，前光變向層900具有第二棱線走向950，而第二棱線走向950較佳地沿著第一面311的底邊延伸。第二棱線走向950較佳可為各個前棱鏡911上棱線平均延伸方向的平均，或為單一前棱鏡911上棱線的平均延伸方向。由于前棱鏡911上的棱線不一定為直線，且可能具有多段棱線，因此較佳可以于棱線上取數個點，而以各點的棱線行進方向平均取得前棱鏡911上棱線的平均延伸方向。如圖8所示，第二棱線走向950較佳與第一棱線走向550相交錯；在更佳實施例中，第二棱線走向950則與第一棱線走向550大致垂直。部分進入導光板310的光線會被傳導自第一面311出射并進入前光變向層900。這些光線會經由前棱鏡911折射而朝遠離顯示面板100中心法線的方向偏離。具體而言，如圖9所示，當離開第一面311的光線經由前棱鏡911改變行進方向后，將會形成前照射區域930，并提供支撐面30補償的環境光。此外，前光變向層900的設計也可如前述實施例中的后光變向層500般采取分區設計，而于不同區中分別設置具有不同底角的棱鏡，以達到進一步優化環境光補償的效果，但不以此限。相對而言，在本實施例中的后光變向層500也不限于采取前述的分區設計，而可采用具有相同底角的多個棱鏡而達成提供顯示裝置背側補償光的效果。

另如圖9所示，前光變向層900較佳地設置凹于殼體700之內，而至少部分出線的光線可自前開口730射出。然而在另一實施例中，如圖10所示，前光變向層900也可部分或全部嵌入于前開口730內，使得自前光變向層900射出的光線更不易為殼體700所阻擋。上述的「嵌入」包含但不限于以前光變向層900的邊緣與前開口730的邊緣相抵觸或緊配合，也包含前光變向層900的邊緣與前開口730的邊緣間留有間隙的情形。

通過此一設計，由前光變向層900射出的光線可以提供顯示裝置支撐面上環境光的補償，進而達到保護視力的效果。此外，由于所使用的光線是來自于原本背光模塊300中的光源330，而沒有另外加設其他的光源，因此在電力配置及機構設計上均較為簡易。由于前光變向層900射出的光線可以提供顯示裝置前方支撐面上的環境光補償，而后光變向層500可提供顯示裝置背側的環境光補償，因此使用者得到的環境光補償將更為全面性而完整。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明的范例。必需指出的是，已揭露的實施例并未限制本發明的范圍。相反地，包含于權利要求的精神及范圍的修改及均等設置均包含于本發明的范圍內。