TW201839470A - 主動式防窺裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一主動式防窺裝置，包含一光線狀態可切換模組，可於透明狀態與散射狀態間切換，光線可切換模組處於透明態時，使一背光源光線之傳播方向不變；處於散射態時，使背光源光線之傳播方向被散射，調變背光之可視角。其中上述之光線可切換模組為包含一第一透明電極與一第二透明電極之高分子分散型液晶膜(Polymer Dispersed Liquid Crystal film)。
Description
本發明有關於一種防窺裝置，更詳而言之，其為一種主動式防窺裝置。
近年來由於筆記型電腦、行動裝置(手機、GPS、平板電腦、車用導航)以及各種戶外ATM之類產品的普及，而人們於日常生活中透過這些裝置頻繁地進行各種商業活動或個人訊息交流，因此對於保護這些活動之隱私性非常重要。而具有防窺效能之液晶顯示模組/裝置在這類產品上有廣泛需求。
在習知技術中，已提出數種防窺裝置以達到上述之防窺需求。傳統的防窺裝置係利用一具有凹凸帶型微(光柵)結構之透明樹脂層，使可視角收斂以達到防窺之功能。
例如，其中一種習知技術為於一透明基板上形成一液晶層，液晶層之材質為一圓盤狀液晶，其厚度可以控制可視角範圍，當液晶層厚度越厚時，可視角範圍會越小。液晶層之吸收軸實質上平行於透明基板，並與可視角範圍之延伸方向相互垂直。
另一種習知技術為利用利用一結構由下至上依序為一偏光元件、一液晶盒、與一擴散元件，而擴散元件包含一透明樹酯層與一液晶層，並有一鋸齒狀的凹凸帶型微結構，其運作方式為於入射光通過偏光元件時，賦予入射光一偏振的角度，並調控液晶盒內的液晶分子排列方向，以控制入射光之偏振方向，利用入射光偏振方向與擴散元件內液晶層之異常折射率或尋常折射率之排列方向平行或垂直，而有散射或不散射現象，進而控制防窺或不防窺模式。
但是綜合上述例子，其缺點為僅具備被動式防窺顯示，無法進行防窺與正常顯示模式間進行切換。
此外還有一種技術其利用結構由板狀基體、電磁元件、光柵阻光牆、及一透明蓋板組成之裝置，其運作方式為光柵阻光牆含有磁性粒子，使用 者可以經由控制電磁元件上之電流強度，以調整磁場方向以帶動光柵阻光牆偏轉角度，以達成防窺功效。此技術雖然提供一種主動式防窺裝置，但其結構相對複雜。
本發明之目的在於提供一種主動式防窺裝置。為達上揭以及其他目的，本發明提供一種主動式防窺裝置，可以配置於一背光模組之側，上述背光模組用於發出背光源；一光線狀態可切換模組，使上述光線狀態可切換模組於透明狀態與散射狀態間切換，當上述光線可切換模組處於透明態時背光源光線之傳播方向不變；處於散射態時背光源光線之傳播方向被散射，使得背光之可視角變寬。其中上述光線狀態可切換模組係置於背光模組與一顯示面板之間。
於一較佳實施例，其中上述之光線狀態可切換模組包括：一高分子分散型液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal；PDLC)膜；一第一透明電極，形成於PDLC膜之上表面；一第二透明電極，形成於PDLC膜之下表面；以及一準直光學元件，其中上述之準直光學元件置於第二透明電極之下。
於另一實施例，其中上述之光線狀態可切換模組包括：一具有內建光柵微結構之高分子分散型液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal；PDLC)膜；一第一透明電極，形成於PDLC膜之上表面；及一第二透明電極，形成於PDLC膜之下表面。
於再一實施例，其中上述之光線狀態可切換模組包括：一高分子分散型液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal；PDLC)膜；一第一透明電極，形成於PDLC膜之上表面；一第二透明電極形成於PDLC膜之下表面及一外加光柵微結構，形成於上述第二透明電極下表面。
其中上述準直光學元件係一具有光柵結構之透明膜。
根據本發明之另一觀點，提供一種主動式防窺裝置，包含：一背光模組，用於發出背光源；一顯示面板；及一光線狀態可切換模組，使上述光線狀態可切換模組於透明狀態與散射狀態間切換，光線狀態可切換模組處於透明態時該背光源之傳播方向不變；處於散射態時上述背光源之傳播方向被散射，使得背光之可視角變寬；其中上述光線狀態可切換模組係置於顯示面板之上，且顯示面板置於背光模組之上。
此些優點及其他優點從以下較佳實施例之敘述及申請專利範圍 將使讀者得以清楚了解本發明。
10‧‧‧背光模組
11‧‧‧光柵
12‧‧‧平行光
13‧‧‧具有上、下透明電極之PDLC塗層
14‧‧‧擴散光
14a‧‧‧透射光
201‧‧‧光柵
202‧‧‧下透明電極
202a‧‧‧上透明電極
203‧‧‧PDLC塗層
301‧‧‧內建光柵結構
302‧‧‧下透明電極
302a‧‧‧上透明電極
303‧‧‧PDLC塗層
401‧‧‧光柵結構
402‧‧‧下透明電極
402a‧‧‧上透明電極
403‧‧‧PDLC塗層
501‧‧‧透明樹酯基板
502‧‧‧光柵結構
601‧‧‧光線狀態可切換模組
602‧‧‧液晶螢幕
603‧‧‧背光模組
如下所述之對本發明的詳細描述與實施例之示意圖，應使本發明更被充分地理解；然而，應可理解此僅限於作為理解本發明應用之參考，而非限制本發明於一特定實施例之中。
圖1A及1B係顯示本發明之一實施例之主動防窺裝置工作原理之示意圖。
圖2係顯示本發明之一實施例之形成具有組合式結構之可切換光線透射散射狀態模組結構示意圖。
圖3係顯示本發明之一實施例之形成中具有內建微結構之可切換光線透射散射狀態模組結構示意圖。
圖4係顯示本發明之一實施例之形成具有外建微結構之可切換光線透射散射狀態模組結構示意圖。
圖5係顯示本發明之一實施例之形成主動防窺模組之光柵結構塗層示意圖。
圖6A及6B係顯示本發明之一實施例之主動式防窺裝置安裝位置之示意圖。
此處本發明將針對發明具體實施例及其觀點加以詳細描述，此類描述為解釋本發明之結構或步驟流程，其係供以說明之用而非用以限制本發明之申請專利範圍。因此，除說明書中之具體實施例與較佳實施例外，本發明亦可廣泛施行於其他不同的實施例中。以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技術之人士可藉由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之功效性與其優點。且本發明亦可藉由其他具體實施例加以運用及實施，本說明書所闡述之各項細節亦可基於不同需求而應用，且在不悖離本發明之精神下進行各種不同的修飾或變更。
說明書中所述一實施例指的是一特定被敘述與此實施例有關之特徵、方法或者特性被包含在至少一些實施例中。因此，一實施例或多個實施例之各態樣之實施不一定為相同實施例。此外，本發明有關之特徵、方法或者特性可以適當地結合於一或多個實施例之中。
為了提供具有主動防窺與正常顯示之防窺裝置，本發明利用於有/無外加電場下穿過高分子分散型液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal；PDLC)膜之平行光之可視角可以受電場大小控制而改變之原理，配合背光模組與光柵結構，以組成主動式防窺裝置(Active Anti-Peeping Device)。PDLC結構為上下兩層透明導電膜，中間為高分子液晶層。PDLC係利用液晶材料的光電特性，通過高分子網絡(polymer network/matrix)形成高分子液晶微滴，此高分子液晶微滴在無任何電場作用下微滴內之液晶分子成散亂排列，當入射光通過液晶微滴被散射，於此狀態下PDLC膜呈現不透明或半透明之霧態；當有外加電場時，高分子液晶微滴內液晶分子在電場作用下沿著電場方向排列，入射光可以通過液晶微滴，進而使PDLC膜呈現出透明態。其製作方法為將液晶以微滴之形式分散於高分子基體中而得到一種複合材料，而且其製作過程相容於滾筒新製程(Roll to Roll)，因此極具應用潛力。
如圖1所示，其顯示本發明主動式防窺裝置之工作原理，由下至上分別為背光模組10、光柵結構11、具上、下透明電極之液晶塗層(即PDLC塗層或PDLC膜)13，其中背光模組11包含液晶面板；上、下透明電極且分別形成於PDLC膜之上、下表面。於一實施例中，上述之透明電極係由氧化銦錫(Indium Tin Oxide；ITO)導電膜所形成，而形成透明導電層之方式可以是利用濺鍍(sputter)方式。
當光線從背光模組入射並經過具光柵結構之傳統防窺片後，光線可視角會收斂形成平行光12，亦即本發明防窺片具有使光線準直(light collimating)之功能；當平行光經過液晶塗層13後，光線之可視角可以經由PDLC膜內之液晶分子排列方式決定。如圖1A所示，若PDLC膜處於未通電狀態(無外加電場)時，入射之平行光12由於被液晶分子成散亂排列轉換為擴散光14，出射光之可視角因而加大；如圖1B所示，若PDLC膜處於通電狀態(有外加電場)時，入射之平行光12由於被液晶分子沿著外加電場方向排列而使平行光順利通過，出射光幾乎維持準直14a。所以當PDLC膜處於斷電狀態時，如圖1A所示，稱之為PDLC-OFF模式，由於光線準直性被PDLC膜內散亂排列之液晶分子破壞，無論是正視角觀看還是大視角觀看，液晶面板的顯示內容可以被清晰看到，故不具防窺(without Anti-Peeping)作用；如圖1B所示，當PDLC膜處於通電狀態時，稱之為PDLC-ON模式，PDLC膜呈現出透明態，光線準直性幾乎 維持，大視角範圍由於幾乎沒有透射光線，僅在正向(normal direction)視角或準直範圍內之液晶面板顯示內容仍然可以被清晰看到，因此具有防窺效果(Anti-Peeping)。
上述之防窺裝置之主體為由具有上、下透明電極之PDLC膜與光柵結構所組成之光線狀態可切換模組(Switchable Transparent/Scattering Light State Module)。本發明提供下列可據以實施之幾種實施例，以及防窺裝置之主體之可能配置方式利用圖示及說明詳述。
如圖2所示，其顯示本發明之具有組合式結構之光線狀態可切換模組，由下而上分別為光柵結構201、下透明電極層202、PDLC塗層203、以及上透明電極層202a，其中光線係由背光模組從下方往上入射，而光柵結構201具有凹凸狀帶型結構，剖面形狀可以是三角形、四方形、半圓形、半橢圓形或其組合，且凹凸狀帶型結構面向下透明電極。
如圖3所示，其顯示本發明之具有內部微結構之光線狀態可切換模組，由下而上分別為下透明電極層302、具內建光柵結構301之PDLC塗層303、以及上透明電極層302a，而內建之光柵微結構301，其具有凹凸狀帶型結構，剖面形狀可以是三角形、四方形、半圓形、半橢圓形或其組合，其中光線係由下透明電極層下方往上入射。
如圖4所示，其顯示本發明之具有外加微結構之光線狀態可切換模組，由下而上分別為外加光柵微結構401、下透明電極層402或是具有外加光柵微結構401之下透明電極402、PDLC塗層403、以及上透明電極層402a，其中上述之外加光柵微結構401，其具有凹凸狀帶型結構，且凹凸狀帶型結構面向下，剖面形狀可以是三角形、四方形、半圓形、半橢圓形或其組合，其中光線係由外加光柵微結構401下方往上入射。
圖2-4所揭示之各種光線狀態可切換模組中，其上、下透明電極之作用為提供PDLC膜外加電場，透過外加電場之ON-OFF狀態而調變PDLC膜內之液晶分子，進而控制光線狀態可切換模組之透光狀態。
如圖5所示，其顯示本發明之主動防窺裝置之光柵結構塗層，其係於透明樹酯基板上501，如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，利用預定圖案之模具形成具凹凸狀帶型之光柵結構502，其材質可以是熱固化樹酯(Thermo-curable resin)或紫外光固化性樹酯(UV curable resin)，可以選自矽樹酯(Silicone resin)、丙 烯酸樹酯(Acrylic resin)、環氧樹酯(Epoxy resin)、或聚氨酯(Polyurethane resin)所組成之群組。上述之凹凸帶型微結構係一條狀排列之柱狀體，其剖面形狀可以是三角形、四方形、半圓形、半橢圓形或其組合。
如圖6A所示，上述之光線狀態可切換模組可以有幾個可能配置之位置，第一個實施例係將光線狀態可切換模組601於液晶螢幕602之下，背光模組603之上，上、下之定義由光線傳播方向決定，光線入(出)射之方向為下(上)。背光模組包含：上、下增亮膜、下擴散膜、導光板、反射片、及背光源等，而光線係由背光源發出。
如圖6B所示，第二個實施例將光線狀態可切換模組601安置於液晶螢幕602之上，且液晶螢幕置602於背光模組603之上，上、下之定義由光線傳播方向決定，光線入(出)射之方向為下(上)。背光模組包含：上、下增亮膜、下擴散膜、導光板、反射片、及背光源，而光線係由背光源發出。
圖6A-B所描述之背光模組，其中之上增亮膜於實際應用上係可加或可不加，且無論為其中任一條件均可以實現本發明所述之防窺特性。
根據上述之實施例，當具有上、下透明電極之PDLC膜結合光柵結構，無論光柵結構是內建於PDLC膜或外加於PDLC膜外部，本發明可以利用PDLC膜處於通電或未通電狀態時螢幕可視角之調變，提供具有主動防窺與正常顯示模式之防窺裝置。
根據上述，本發明具有下列之優點：一、提供具有主動防窺與正常顯示模式之防窺裝置；二、光柵結構是內建於PDLC膜或外加於PDLC膜外部可以根據具體狀況或製程方式而做選擇；三、供使用者可以於防窺與正常顯示狀態間做選擇。
上述敘述係為本發明之較佳實施例。此領域之技藝者應得以領會其係用以說明本發明而非用以限定本發明所主張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。凡熟悉此領域之技藝者，在不脫離本專利精神或範圍內，所作之更動或潤飾，均屬於本發明所揭示精神下所完成之等效改變或設計，且應包含在下述之申請專利範圍內。
Claims (9)
- 一種主動式防窺裝置，包含：一高分子分散型液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal；PDLC)膜；一第一透明電極，形成於該PDLC膜之上表面；一第二透明電極，形成於該PDLC膜之下表面；及一準直光學元件，其中該準直光學元件置於該第二透明電極之下。
- 如請求第1項所述之主動式防窺裝置，其中該高分子分散型液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal；PDLC)膜，可於透明狀態與散射狀態間切換，處於透明態時，使光源傳播方向不變；處於散射態時，使光源傳播方向被散射，使得光源之可視角變寬。
- 如請求第1項所述之主動式防窺裝置，其中該準直光學元件係一具有光柵結構之透明膜。
- 如請求第3項所述之主動式防窺裝置，其中該光柵結構係凹凸狀帶型結構，且形成於光柵結構之上表面。
- 一種主動式防窺裝置，包含：一具有內建光柵微結構之高分子分散型液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal；PDLC)膜；一第一透明電極，形成於該PDLC膜之上表面；及一第二透明電極，形成於該PDLC膜之下表面。
- 如請求第5項所述之主動式防窺裝置，其中該高分子分散型液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal；PDLC)膜，可於透明狀態與散射狀態間切換，處於透明態時，使光源傳播方向不變；處於散射態時，使光源傳播方向被散射，使得光源之可視角變寬。
- 一種主動式防窺裝置，包含： 一高分子分散型液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal；PDLC)膜；一第一透明電極，形成於該PDLC膜之上表面；一第二透明電極；及一外加光柵微結構，形成於該第二透明電極之下表面。
- 如請求第7項所述之主動式防窺裝置，其中該高分子分散型液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal；PDLC)膜，可於透明狀態與散射狀態間切換，處於透明態時，使光源傳播方向不變；處於散射態時，使光源傳播方向被散射，使得光源之可視角變寬。
- 如請求第7項所述之主動式防窺裝置，其中該外加光柵微結構係具有凹凸狀帶型結構之透明膜，且該凹凸狀帶型結構系形成於該光柵微結構之下表面。
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