CN103742834B - 透明显示装置及其使用的背光模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示装置包含显示面板及背光模组；其中显示面板设置于背光模组上。背光模组包含导光板及光源模组；导光板包含本体及入光部。本体具有出光面及入光侧，其中入光侧位于出光面侧边的端缘。入光部设置连接于本体的入光侧，而光源模组对应于入光部设置。光源模组产生光线经由入光部进入本体，光线通过入光部后会较通过入光部前具有较收束的光型。本发明可以减少在透明区域产生漏光的机会，增加透明区域的透明程度，且可以控制背光的产生区域。

Description

透明显示装置及其使用的背光模组

技术领域

本发明关于一种显示装置及其背光模组；具体而言，本发明关于一种可部分透视的显示装置及其背光模组。

背景技术

近年来，平面显示装置已被广泛使用于各种领域中，可单独作为显示器，亦可嵌入电子装置中作为资讯显示之用。平面显示装置种类繁多，例如有机发光二极体显示器、液晶显示器、电泳显示器等，其中又以液晶显示器为目前最常见的平面显示装置。

以传统的液晶显示装置而言，仅单纯提供影像的显示，而无法穿过显示装置而透视后方的景物。然在近来的发展方向上，为了配合特定使用的需求，开始有可透视的显示装置产生。如图1所示，现今可透视的液晶显示装置1可在其显示区10中同时包含透视范围11及显示范围13；亦即可在显示范围13进行显示时同时将透视范围11设定为透明，因此使用者可在检视显示范围13内的显示资讯时同时透过透视范围11看到后方的景物。

为了在显示范围13内显示影像或资讯，必需在显示范围13的后方提供背光，再以液晶层控制背光的穿过程度而产生影像或资讯。唯当背光产生时，部分背光可能由显示范围13所涵盖的区域漏出到透视范围11所涵盖的区域。此一漏光现象将会影响透视范围11内的透明效果，而无法穿过透视范围11而清楚看到后方景物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显示装置及背光模组，可以减少在透明区域产生漏光的机会。

本发明的另一目的在于提供一种显示装置及背光模组，可以增加透明区域的透明程度。

本发明的另一目的在于提供一种背光模组，可以控制背光的产生区域。

显示装置包含显示面板及背光模组；其中显示面板设置于背光模组上，并具有透视区及显示区。背光模组包含导光板及光源模组；导光板包含本体及入光部。本体具有出光面及入光侧，其中入光侧位于出光面侧边的端缘。入光部设置连接于本体的入光侧，显示面板的显示区于本体上的投影形成了显示对应区，入光部连接入光侧的位置与显示对应区相对应。光源模组对应于入光部设置，且产生光线经由入光部进入本体，光线通过入光部后会较通过入光部前具有较收束的光型。

具体而言，入光部具有并排且间隔设置的多个入光通道；每一入光通道分别具有入光端及出光端。出光端连结于入光侧。光源模组具有多个光源，且每个光源对应入光通道的入光端设置。光源产生光线自入光端进入入光通道，且部分或全部进入的光线经由入光通道侧边反射后穿过出光端及入光侧进入本体，以使光源产生的光线进入入光端前的张角大于离开出光端时的张角。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为传统透明显示装置的示意图；

图2为本发明显示装置及背光模组的实施例元件爆炸图；

图3为导光板的实施例俯视图；

图4为背光模组光路的实施例示意图；

图5A及图5B为入光部的另一实施例示意图；

图6A及图6B为入光部的另一实施例示意图；

图7A为加设光吸收层的实施例俯视图；

图7B至图7F为采不同光吸收层长度时的光场效果示意图；

图8为背光模组的另一实施例示意图；

图9为入光部采附加连接设置的实施例示意图；

图10为背光模组具有多个入光部的实施例俯视图。

其中，附图标记

100 显示面板

110 透视区

130 显示区

300 背光模组

400 入光通道

401 桥接部

410 入光端

430 出光端

450 侧边

500 导光板

510 本体

511 出光面

513 入光侧

515 显示对应区

517 透视对应区

530 入光部

533 光吸收层

535 空气间隙

570 光学胶层

700 光源模组

710 光源

711 发光面

730 直射光源

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

本发明提供一种可透视的显示装置及其使用的背光模组。在较佳实施例中，显示装置可包含液晶显示装置，且较佳可包含使用侧光式光源的背光模组。

在图2所示的实施例中，显示装置包含显示面板100及背光模组300。显示面板100设置于背光模组300上，并具有透视区110及显示区130。透视区110与显示区130相邻，且透视区110较佳设置于显示面板100靠近侧边的位置。在较佳实施例中，透视区110在不同的操作模式之下，亦可如同显示区130进行影像及资讯的显示；相对而言，显示区130在不进行显示时，亦可选择设定为透明，以让后方环境光线穿过，而可自显示装置正面透视看到后方的景物。

如图2所示，背光模组300包含导光板500及光源模组700。导光板500包含本体510及入光部530。本体510具有出光面511及入光侧513，其中入光侧513位于出光面511侧边的端缘。在本实施例中，背光模组300较佳为侧入光式的背光模组，而出光面511为平行本体510延伸方向且朝向显示面板100的表面。本体510较佳为透明或半透明材质，因此当本体510与显示面板100叠合时，可自显示装置的正面穿过显示面板100及导光板500而看到后方的景物。

入光部530设置连接于本体510的入光侧513，此处的连接可以为一体成型式的连接，亦可为附加式的连接。如图2及图3所示，显示面板100的显示区130于本体510上的投影形成了显示对应区515，入光部530连接入光侧513的位置较佳仅与显示对应区515相对应。换言之，自入光部530进入本体510的光线，主要进入了显示对应区515的范围内。光源模组700对应于入光部530设置，且产生光线经由入光部530进入本体510。在较佳实施例中，光线通过入光部530后会较通过入光部530前具有较收束的光型；换言之，光线在通过入光部530后的强度分布会较集中于发光正面中央的位置，或者说光线在通过入光部530后的分布会相对较向发光正面的法线收拢。

入光部530具有并排且间隔设置的多个入光通道400。每一入光通道400较佳为彼此独立，且分别具有入光端410及出光端430。出光端430连结于入光侧513，且可允许光线经由入光端410进入入光通道400内，再穿过出光端430及入光侧513进入于本体510；换言之，出光端430与入光侧513间具有结构上的连接关系以及光传导上的连接关系，入光通道400中的光线可经由出光端430进入入光侧513。

如图3所示，光源模组700具有多个光源710，且每个光源710对应入光通道400的入光端410设置。光源710较佳为发光二极体，而光源模组700较佳为由发光二极体所组成的光条。光源710产生光线自入光端410进入入光通道400，且部分或全部进入的光线经由入光通道400侧边450反射后穿过出光端430及入光侧513进入本体510。入光通道400的侧边450指连接于入光端410及出光端430间的入光通道400边缘，其较佳垂直于入光侧513。侧边450较佳以全反射方式对入光通道400内的光线进行反射，使得光线得以继续向前行进；然而在不同实施例中，亦可于侧边450上加设反光材料或反光片，以反射入光通道400内的光线。

在图3所示的实施例中，入光通道400较佳形成为透光矩形板，而入光端410及出光端430分别为透光矩形板的二相对短端；侧边450则为透光矩形板的长边。藉由此一设计，入光通道400得以有效使光线在通过入光通道400的过程中，将光线的张角减小，以产生收束的效果。

如图4所示，光源710产生的光线在进入入光端410前具有张角θ。张角较佳指光线涵盖范围自光源710发光面711的中线N向外张开的角度。当进入入光通道400内后，较靠近中线N的光线，例如张角小于的部分，可以在不接触到侧边450的状况下即抵达出光端430而出光，因此此部分出光的张角即会小于至于光线张角界于θ和之间的部分，则较靠近于中线N的部分可藉由侧边450提供的全反射而被传递向前自出光端430出光，而少数张角过大的光线则可能直接自侧边450出光，或是以其他方式改变其角度后再向前传递。藉由此一设计，可使光线进入入光端410前的张角大于离开出光端430时的张角，即可产生所谓光线收束的效果。由于光线在收束后具有较小的张角，因此在进入本体510后也比较不易离开显示对应区515的范围，而减少对显示对应区515旁的透明对应区517的影响。在较佳实施例中，当光线离开入光部530而进入入光侧513时，光线向透视对应区517偏斜的张角小于8度。

如图4所示，为了使张角较大的光线能经过第二次以上的反射才进入本体510，如光线x的行进路径所示，侧边450较佳需具有一定的长度。当张角较大的光线在经过多次反射后，一方面可产生损耗，另一方面可在反射位置加设吸光材料，以进一步降低其强度。在较佳实施例中，当入光通道400的材质全反射角为R时，侧边450的长度，亦即透光矩形板垂直于入光侧513方向上的长度，至少大于1.5tan(R)乘以入光端410的宽度。若以一般材质折射率介于1.4至1.6间时，即全反射角约在38度至45度间的状况而言，例如当全反射角为41.8度时，侧边450的长度较佳需大于入光端410宽度的1.34倍。在更佳实施例中，侧边450的长度约为入光端410宽度的2倍。

承前所述，透视区110在不同的操作模式之下，亦可如同显示区130进行影像及资讯的显示；相对而言，显示区130在不进行显示时，亦可选择设定为透明，以让后方环境光线穿过。如图5A所示的实施例，整个入光侧513均分布有入光部530及光源模组700。当部分光源模组700被点亮以产生光线进入入光部530时，这些入光部530所对应的本体510区块即为显示区130，供显示影像；而其余对应未点亮光源模组700的区域则为透视区110，可供后方环境光线穿过，以产生透视效果。

在图5B所示的实施例中，如同前述实施例，本体510包含相邻的显示对应区515及透明对应区517。入光通道400自入光端410向出光端430延伸时朝远离透视对应区517方向偏斜一角度ω；角度ω较佳在8度以内，以兼顾导正光线的角度及模组空间设计的便利性。如图5B所示，由于显示对应区515设置在靠近本体510边缘的位置，因此入光通道400即朝向本体510的边缘偏斜。藉由此一设计，原本自入光通道400进入本体510后可能偏向透视对应区517的光线，亦可被导正而减少向透视对应区517偏斜的角度。此外，在变化实施例中，入光端410亦可调整为垂直于入光部400的延伸方向，且光源710的设置角度亦可随之调整倾斜，以提高光使用效率。

在图6A所示的实施例中，入光通道400自入光端410起朝出光端430收束；换言之，入光端410的宽度大于出光端430的宽度。藉由此一设计，可使进入入光通道400的光线，在经侧边450反射时，可进一步贴近中线N，而产生光线收束的效果。另在图6B的实施例中，入光通道400亦可在靠近入光端410的部分具有上述的收束设计，而在接近出光端430的部分采用原本的矩形设计，以调整对光线收束的程度。

图7A所示为入光部的另一实施例。在本实施例中，入光部530具有多个光吸收层533分别设置于入光通道400位于入光端410及出光端430间的侧边450，且较佳设置于入光通道400背向透视对应区517一侧的侧边450。换言之，如图7A所示，当光线抵达设有光吸收层533的侧边450位置时，即会至少部分被光吸收层533所吸收，而不会再被反射至透视对应区517。此外，光吸收层533较佳仅对应于透视对应区517设置，亦即光吸收层533本身是面向或在一倾角范围内面向透视对应区517的。藉由此一设计，可进一步减少朝向透视对应区517偏斜的光线。此外，光吸收层533较佳自出光端430而朝入光端410延伸，以避免过早开始吸收光线而造成光线使用效率不佳。

在较佳实施例中，如图7A所示，光吸收层533的长度l小于入光通道400的长度L。另图7B至图7F为光吸收层533长度l与入光端宽度W的比例不同时的试验结果，其中图上径向的座标表示光分布的强度；而圆心角所对应的的圆弧上刻度则为相对于出光端430法线的张角。由图上所示的结果可知，当光吸收层533长度l为入光端宽度W的2倍时，自出光端430测得的光线张角已有收束的效果。当光吸收层533的长度l大于入光端宽度W的2.5倍时，自出光端430测得的光线张角更可收束在10度之内。

在图8所示的实施例中，光源模组700除了对应于入光部530的光源710外，另设有一或多个直射光源730。直射光源730沿入光侧513设置，并对应于显示对应区515旁的透明对应区517。当透明对应区517需显示影响时，直射光源730即产生光线射入本体510内透明对应区517的部分。当透明对应区517设定为透明状态时，则直射光源730停止产生光线进入透明对应区517。

如图9所示，在此实施例中，入光部530可以附加方式连接于入光侧513。较佳而言，入光部530可以光学胶层570贴附于入光侧513上；其中，光学胶层570较佳具有与入光部530或本体510相同或近似的折射率。入光部530的折射率较佳与本体510的折射率相同或相近；但在不同实施例中，入光部530的折射率亦可大于本体510的折射率，以减少光线在进入本体510时因折射而偏离的状况。如图9所示，入光部530另包含至少一桥接部401，桥接部401于靠近出光端430的位置分别连接相邻的二入光通道400。换言之，桥接部401位于相邻的入光通道400之间，使得相邻的入光通道400可藉由桥接部401连接而产生连动，且在结构上可提供较佳的强度。在较佳实施例中，桥接部401的边缘切齐于所连接的入光通道400的出光端430；藉由此设置，可使相邻的出光端430及其间的桥接部401边缘连接成同一平面，以增加与入光侧513接着时与光学胶层570的接触面积，提高结构稳定性。

在图10所示的实施例中，导光板500具有多个入光部530沿入光侧513分布。本体510上此时可有多个相邻的显示对应区515，每一入光部530分别对应不同的显示对应区515。在使用时，多个显示对应区515可同时显示影像或仅其中部分显示影像，而其他的显示对应区515则呈透明状态，以供使用者透视后方景物。相邻的入光部530之间夹有空气间隙535；藉由空气间隙535的阻隔，可减少光线在不同入光部530间传递的可能性，并同时减少对相邻显示对应区515内在透明状态下的影响。此外，不同入光部530可选择对应同一光源模组700，亦可配置不同的光源模组700来对应。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种背光模组，其特征在于，包含：

一导光板，包含：

一本体，具有一出光面及一入光侧；其中该入光侧位于该出光面的一侧边；以及

一入光部，设置连接该入光侧；其中，该入光部具有并排且间隔设置的多个入光通道，每一该入光通道具有一入光端及一出光端，多个该出光端分别连结于该入光侧；

一光源模组，具有多个光源，每一该光源对应每一该入光端设置；

其中，本体包含相邻的一透视对应区及一显示对应区，该入光部对应于该显示对应区设置，多个该光源产生光线经由多个该入光端进入于多个该入光通道，并分别穿透至该入光侧再进入于该本体，此外，部分该光线经由多个该入光通道侧边反射后亦穿过该入光侧而进入该本体中，使光源产生的光线进入入光端前的张角大于离开出光端时的张角，以减少对显示对应区旁的透视对应区的影响。

2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该入光通道形成透光矩形板，该入光端及该出光端分别为该透光矩形板的二相对短端。

3.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于，该透光矩形板的材质折射率介于1.4至1.6间时，该透光矩形板垂直该入光侧的长度至少大于该入光端的宽度的1.34倍。

4.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该入光部进一步包含至少一桥接部，该桥接部于靠近该出光端的位置分别连接相邻的二该入光通道。

5.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，该桥接部的侧边切齐所连接该入光通道的该出光端。

6.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，包含多个该入光部，多个该入光部沿该入光侧分布，其中相邻的二该入光部间夹有一间隙。

7.如权利要求6所述的背光模组，其特征在于，多个该光源分别对应多个该入光部的多个该入光通道；其中，多个该光源可选择性地不同时点亮。

8.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，包含多个光吸收层，多个该光吸收层分别设置于多个该入光通道位于该入光端及出光端间的一侧边，且多个该光吸收层仅对应于该透视对应区设置，并位于多个该入光通道背向该透视对应区的一侧边。

9.如权利要求8所述的背光模组，其特征在于，该光吸收层沿该入光通道的长度大于该入光端的宽度的2.5倍。

10.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该光源模组包含一直射光源，该直射光源对应于该透视对应区设置，并提供光线射入该透视对应区。

11.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该入光通道自该入光端向该出光端延伸时朝远离该透视对应区方向偏斜一角度。

12.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该入光通道自该入光端起朝该出光端收束。

13.一种显示装置，其特征在于，包含：

如权利要求1至12中任一所述的背光模组；以及

一显示面板，设置于该背光模组上，并具有相邻的一透视区及一显示区；其中该显示区于该本体上的投影形成该显示对应区，该入光部对应该显示对应区设置。