CN114764988A - 背光模块及其适用的显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种背光模块及其适用的显示装置，其中背光模块包括至少一第一发光单元、至少一第二发光单元、第一光学层以及第二光学层。第一发光单元发出第一光线，第二发光单元发出第二光线。第一光学层设置在第一发光单元与第二发光单元的出光侧，第一光学层准直第一光线与第二光线。第二光学层设置在第一光学层的出光侧，其中第二光学层使第一光线散射且第二光线不被散射。

Description

背光模块及其适用的显示装置
技术领域
本揭露涉及一种背光模块，特别是一种包括不同发光单元的背光模块及其适用的显示装置。
背景技术
随着电子产品的技术发展，指纹辨识的功能也被整合于各式电子产品中而广泛地使用。以智能型手机等显示装置为例，使用者可无需记诵密码而直接通过指纹辨识管理显示装置，且指纹的辨识过程快速且不易仿造，因此指纹辨识可提供良好的便利性或安全性。
然而，在现有结合指纹辨识功能的显示装置中，背光模块所产生的光线对于指纹辨识而言具有过多杂散光，导致指纹成像较差，进而使得指纹辨识效果不佳。
发明内容
本揭露的目的之一在于提供一种背光模块及其适用的显示装置，其具有良好的指纹辨识效果及显示质量。
本揭露的一实施例提供一种背光模块，背光模块包括至少一第一发光单元、至少一第二发光单元、第一光学层以及第二光学层。第一发光单元发出第一光线，第二发光单元发出第二光线。第一光学层设置在第一发光单元与第二发光单元的一出光侧，第一光学层准直第一光线与第二光线。第二光学层设置在第一光学层的出光侧，其中第二光学层使第一光线散射且第二光线不被散射。
本揭露的一实施例还提供一种显示装置，显示装置包括显示面板以及背光模块，其中背光模块对应显示面板设置。背光模块包括至少一第一发光单元、至少一第二发光单元、第一光学层以及第二光学层。第一发光单元发出第一光线，第二发光单元发出第二光线。第一光学层设置在第一发光单元与第二发光单元的一出光侧，第一光学层准直第一光线与第二光线。第二光学层设置在第一光学层的出光侧，其中第二光学层散射第一光线但不散射第二光线。
根据本揭露实施例的背光模块及其适用的显示装置，通过设置发出第一光线的第一发光单元及第二发光单元，并配合第一光学层与第二光学层的光学特性，使得背光模块及显示装置依据使用情境可具有不同模式。并且，通过第一光学层准直第一光线与第二光线，且第二光学层散射第一光线但不散射第二光线，当显示装置为显示模式时，可使显示画面能够通过广视角观看，而当显示装置为指纹辨识模式时，可提升指纹感测成像与指纹辨识的效果。
附图说明
图1A为本揭露第一实施例的背光模块为第一模式且显示装置为显示模式的示意图。
图1B为图1A所示的光源组的一实施例的局部放大示意图。
图1C为本揭露光源组的变化实施例的局部放大示意图。
图1D为本揭露光源组的另一变化实施例的局部放大示意图。
图2为本揭露第一实施例的背光模块为第二模式且显示装置为指纹辨识模式的示意图。
图3A为本揭露第一光学层的一实施例的侧视示意图。
图3B为本揭露第一光学层的变化实施例的侧视示意图。
图3C为本揭露第一光学层的另一变化实施例的侧视示意图。
图4为本揭露第二实施例的背光模块为第一模式且显示装置为显示模式的示意图。
图5为本揭露第二实施例的背光模块为第二模式且显示装置为指纹辨识模式的示意图。
图6A为本揭露光源组的一实施例的俯视示意图。
图6B为本揭露光源组的变化实施例的俯视示意图。
图6C为本揭露光源组的另一变化实施例的俯视示意图。
图7为本揭露第一光学层的另一实施例的侧视示意图。
图8为本揭露电子装置中光强度与角度的关系图。
附图标记说明：100、300-背光模块；101、301-出光侧；102、302-壳体；110、310-第一发光单元；120、320-第二发光单元；130、330-第一光学层；132、332-入光侧；134、334-出光侧；136、136a、136b、136c、336-聚光层；140、340-第二光学层；150-反射板；200-显示面板；210-感测元件；220-带通滤波器；230-第一基板；240-第二基板；250-保护层；DE1、DE2-显示装置；L1-第一光线；L2-第二光线；L1’、L2’-光线；LS1、LS2-光源组；OB-待测物；ST1、ST2、ST3-聚光结构；W1、W2-宽度；Z-方向。
具体实施方式
下文结合具体实施例和附图对本揭露的内容进行详细描述，须注意的是，为了使读者能容易了解及图式的简洁，本揭露中的多张图式只绘出装置或结构的一部分，且图式中的特定元件并非依照实际比例绘图。此外，图中各元件的数量及尺寸仅作为示意，并非用来限制本揭露的范围。
本揭露通篇说明书与权利要求中会使用某些词汇来指称特定元件。本领域技术人员应理解，电子设备制造商可能会以不同的名称来指称相同的元件。本文并不意在区分那些功能相同但名称不同的元件。在下文说明书与权利要求书中，“含有”与“包括”等词为开放式词语，因此其应被解释为“含有但不限定为…”之意。当在本说明书中使用术语“包含”、“包括”和/或“具有”时，其指定了所述特征、区域、步骤、操作和/或元件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、区域、步骤、操作、元件和/或其组合的存在或增加。
本文中所提到的方向用语，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本揭露。在附图中，各图式绘示的是特定实施例中所使用的方法、结构及/或材料的通常性特征。然而，这些图式不应被解释为界定或限制由这些实施例所涵盖的范围或性质。举例来说，为了清楚起见，各膜层、区域及/或结构的相对尺寸、厚度及位置可能缩小或放大。
当元件或膜层被称为在另一个元件或膜层“上”或“连接到”另一个元件或膜层时，它可以直接在此另一元件或膜层上或直接连接到此另一元件或膜层，或者两者之间存在有插入的元件或膜层。相反地，当元件被称为“直接”在另一个元件或膜层“上”或“直接连接到”另一个元件或膜层时，两者之间不存在有插入的元件或膜层。
于文中术语，“约”、“大约”、“实质上”、“大致上”的用语通常表示在一给定值或范围的20％内，或10％内，或5％内，或3％之内，或2％之内，或1％之内，或0.5％之内。在此给定的数量为大约的数量，亦即在没有特定说明“约”、“大约”、“实质上”、“大致上”的情况下，仍可隐含“约”、“大约”、“实质上”、“大致上”的含义。此外，术语“范围为第一数值至第二数值”、“范围介于第一数值至第二数值之间”表示所述范围包含第一数值、第二数值以及它们之间的其它数值。
虽然术语第一、第二、第三…可用以描述多种组成元件，但组成元件并不以此术语为限。此术语仅用于区别说明书内单一组成元件与其他组成元件。权利要求中可不使用相同术语，而依照权利要求中元件宣告的顺序以第一、第二、第三…取代。因此，在下文说明书中，第一组成元件在权利要求中可能为第二组成元件。
须知悉的是，在不脱离本揭露的精神下，可将数个不同实施例中的特征进行替换、重组、混合以完成其他实施例。
本揭露的显示装置可包括触控显示装置，触控显示装置可包括曲面显示装置(curved display)或非矩形显示装置(free shape display)，但不以此为限。显示装置可为可弯折或可挠式电子装置。
请参考图1A、图1B与图2。图1A为本揭露第一实施例的背光模块为第一模式且显示装置为显示模式的示意图。图1B为图1A所示的光源组的局部放大示意图。图2为本揭露第一实施例的背光模块为第二模式且显示装置为指纹辨识模式的示意图。如图1A、图1B与图2所示，本揭露第一实施例的背光模块100可包括至少一第一发光单元110、至少一第二发光单元120、第一光学层130以及第二光学层140。第一发光单元110可发出第一光线L1，第二发光单元120可发出第二光线L2，其中第一光线L1与第二光线L2所发出光线的波长范围至少部分不重叠。第一发光单元110可例如(但不限于)为发光二极管(light-emitting diode)，且第一发光单元110发出的第一光线L1可为可见光，其中可见光的波长范围可例如为360～760纳米(nm)，但不以此为限。第二发光单元120可例如(但不限于)为红外线发光二极管(infrared light-emitting diode,IR LED)，且第二发光单元120发出的第二光线L2可为红外光，其中红外光的波长范围可例如为750～1400纳米(nm)，但亦不以此为限。其中，至少一第一发光单元110与至少一第二发光单元120可整合在光源组LS1中，光源组LS1可例如为灯条(light bar)或开关灯条(switch light bar)，但不以此为限。也就是说，光源组LS1可包括一个或多个第一发光单元110及一个或多个第二发光单元120，其中第一发光单元110与第二发光单元120的配置方式可依实际需求进行调整。举例而言，在光源组LS1中，第一发光单元110与第二发光单元120可交错排列设置，但不以此为限。请参考图1B，在一些实施例中，如图1B所示，在光源组LS1中的第一发光单元110与第二发光单元120可例如以一个第一发光单元110、一个第二发光单元120的方式交错排列设置。请参考图1C，其为本揭露光源组的变化实施例的局部放大示意图，如图1C所示，在光源组LS1中的第一发光单元110与第二发光单元120可例如以一个第一发光单元110、二个第二发光元件120的方式轮流排列设置。请参考图1D，其为本揭露光源组的另一变化实施例的局部放大示意图，如图1D所示，在光源组LS1中的第一发光单元110与第二发光单元120可例如以多个第一发光单元110、多个第二发光单元120的方式轮流排列设置。上述变化实施例仅为举例，本揭露的光源组LS1的设计并不以上述配置为限。
第一光学层130可设置在第一发光单元110与第二发光单元120的一出光侧，且第一光学层130可准直第一发光单元110发出的第一光线L1与第二发光单元120发出的第二光线L2。在一些实施例中，第一发光单元110与第二发光单元120可整合在光源组LS1中并对应设置在第一光学层130的入光侧132，但不以此为限。本揭露所述的“准直”是指将光线朝一方向集中，使光线大致上朝着同一方向前进，详细而言，相比于未设置第一光学层130的显示装置的光强度，设置第一光学层130的显示装置于一特定视角范围内的光强度(lightintensity)可较为提升，进而达到准直的效果，例如，可将光线朝用户正视角方向±10°范围的方向集中，其中用户正视角方向是指垂直于第一光学层130的出光侧134的方向，或是第一光学层130的出光侧134的法线方向，再者，光强度可例如通过色彩辉度计等光学仪器测量，但不以此为限。第二光学层140可设置在第一光学层130上，详细而言，第二光学层140可邻近第一光学层130的出光侧134设置，其中第二光学层140使第一光线L1散射且第二光线L2不被散射。本揭露所述的“散射”是指改变大致上朝着同一方向前进的光线的行进轨迹，使得光线的行进轨迹不完全相同。详细而言，相比于未设置第二光学层140的显示装置的第一光线L1光强度，设置第二光学层140的显示装置的第一光线L1于一特定视角范围内的光强度(light intensity)将被减弱，以达到第二光学层140散射第一光线L1的诉求，提升指纹辨识效果，但不以此为限。在一些实施例中，第二光学层140可例如为扩散片(diffuser)，扩散片可包括多个散射粒子，其中散射粒子的直径范围可大约为0.03微米(μm)至3微米(μm)，或0.03微米(μm)至0.3微米(μm)。由于波长较短的光较容易碰到散射粒子而产生散射，当第二光学层140对光的散射例如符合瑞利散射(Rayleigh scattering)，且散射粒子的直径范围大于等于0.03微米(μm)且小于等于3微米(μm)时，由于可见光波长(波长范围例如为360～830nm)较红外光波长(波长范围例如为750～1400nm)短，使得可见光碰到散射粒子时较红外光容易被散射。本揭露通过控制散射粒子的直径大小，可使第一光线L1通过扩散片后被散射，但第二光线L2通过扩散片后不会被散射，例如可使短波长的可见光通过扩散片后被散射，但长波长的红外光通过扩散片后不会被散射，进而提升指纹辨识效果，但不以此为限。
在一些实施例中，如图1A与图1B所示，包含第一发光单元110与第二发光单元120的光源组LS1可设置在第一光学层130的入光侧132，其中入光侧132可位在第一光学层130的侧端且不平行于第一光学层130的出光侧134或者可邻接于出光侧134，例如入光侧132可位在第一光学层130的右侧或左侧，且出光侧134可位在第一光学层130的上侧，详细而言，出光侧134可朝向背光模块100的出光侧101，但不以此为限。根据上述包含第一发光单元110与第二发光单元120的光源组LS1与第一光学层130的位置与配置关系，可构成侧入式的背光模块100。此外，第一光学层130可例如(但不限于)为导光板(light guide plate)。并且，请参考图3A、图3B与图3C，在一些实施例中，还可通过微结构设计使第一光学层130包括聚光层136，聚光层136可有助于光线大致上朝同一个方向前进，进一步提升第一光学层130的准直效果，也就是说，通过聚光层136的设计，可提升用户正视角方向±10°范围内的光强度，但不以此为限。请参考图3A，其为本揭露第一光学层的一实施例的侧视示意图，如图3A所示，第一光学层130可包括聚光层136a，聚光层136a包括多个间隔排列的聚光结构ST1，其中聚光结构ST1的侧视或剖面形状可呈梯状或锥状，以形成非平整的图案化表面，聚光层136a可有助于光线大致上朝聚光结构ST1前进，从而可提升第一光学层130的准直效果，也就是说，通过聚光层136a的设计，可提升用户正视角方向±10°范围内的光强度，但不以此为限。请参考图3B，其为本揭露第一光学层的变化实施例的侧视示意图，如图3B所示，第一光学层130可包括聚光层136b，聚光层136b包括多个间隔排列的聚光结构ST2及聚光结构ST3，其中聚光结构ST2的尺寸小于聚光结构ST3的尺寸，且聚光结构ST2与聚光结构ST3的侧视或剖面形状可呈矩形，以形成非平整的图案化表面，从而可提升第一光学层130的准直效果。详细而言，聚光结构ST2在垂直于第一光学层130的法线方向的方向上具有一宽度W1，聚光结构ST3在垂直于第一光学层130的法线方向的方向上具有另一宽度W2，且宽度W1小于宽度W2，但不以此为限。通过第一光学层130中聚光结构ST2与聚光结构ST3的设置，光线可光线大致上朝聚光结构ST3前进，也就是说，通过聚光层136b的设计，可提升用户正视角方向±10°范围内的光强度，但不以此为限。请参考图3C，其为本揭露第一光学层的另一变化实施例的侧视示意图，如图3C所示，第一光学层130可包括聚光层136c，其中聚光层136c包括棱镜层，例如为具有多个凸透镜的棱镜层，通过第一光学层130中具有多个凸透镜的棱镜层设置，例如可使光线朝同一方向射出，进而可提升第一光学层130的准直效果，但不以此为限。本揭露所指第一光学层130的材料可例如包括增光层(brightness enhancement film,BFF)、先进结构化光学复合层(advanced structured optical composite,ASOC)、荧光层(phosphor)、蓝光透射分色镜(blue light transmitting mirror,BLT)或其任何的排列组合，但不以此为限。
请再参考图1A，在一些实施例中，背光模块100还可包括反射板(reflector)150，反射板150设置在相对于第一光学层130的出光侧134的一侧，即反射板150设置在远离第一光学层130的出光侧134的一侧，详细而言，第一光学层130设置在反射板150与第二光学层140之间，可将由第一光学层130射出的第一光线L1与第二光线L2反射回第一光学层130。
背光模块100可具有第一模式以及第二模式。如图1A所示，当背光模块100为第一模式时，第一发光单元110为开启状态且第二发光单元120为关闭状态，此时第一发光单元110发出第一光线L1(例如为可见光)但第二发光单元120不发光，其中第一光线L1的行进路径如图1A中的虚线箭头所示。也就是说，第一光线L1经过第一光学层130后会被准直，接着经过第二光学层140后会被散射，使第一光线L1在第二光学层140中被充分散射，也就是说，本揭露所指散射可例如是第一光线L1在射出第二光学层140时没有呈现特定射出角度，或者第一光线L1的射出角度并不会集中在特定方向范围内。如图2所示，当背光模块100为第二模式时，第一发光单元110与第二发光单元120皆为开启状态，此时第一发光单元110发出第一光线L1(例如为可见光)且第二发光单元120发出第二光线L2(例如为红外光)，其中第一光线L1的行进路径如图2中的虚线箭头所示，第二光线L2的行进路径如图2中的实线箭头所示。也就是说，第一光线L1经过第一光学层130后会被准直，接着经过第二光学层140后会被散射，从而使第一光线L1呈散射且在射出第二光学层140时没有呈现特定射出角度或集中于特定射出角度范围。相对的，第二光线L2经过第一光学层130后会被准直，接着经过第二光学层140后几乎不会被散射而可仍保持准直方向向上穿透第二光学层40，此处关于第二光线L2经过第一光学层130后被准直的定义可参考前述有关第一光线L1被准直的定义，不再赘述。
本揭露的背光模块100可应用在例如显示装置，如图1A、图1B与第2图所示，显示装置DE1可包括背光模块100以及显示面板200，且背光模块100对应显示面板200设置。其中，显示装置DE1可具有显示模式以及指纹辨识模式。如图1A与图1B所示，在进行一般显示时，显示装置DE1为显示模式，此时背光模块100对应为第一模式，第一发光单元110为开启状态且第二发光单元120为关闭状态，因此第一发光单元110发出第一光线L1(例如为可见光)但第二发光单元120不发光。其中，第一光线L1的行进路径如图1A中的虚线箭头所示。也就是说，第一光线L1经过第一光学层130后会被准直，接着经过第二光学层140后会被散射，从而使背光模块100提供无特定射出角度的可见光光源。将此具有大范围射出角度的可见光的背光模块100作为背光源提供给显示面板200，可使显示装置DE1的显示画面能够具有广视角。在一些实施例中，显示装置DE1还包括壳体102，其具有一容纳空间，其中包含第一发光单元110与第二发光单元120的光源组LS1、第一光学层130、第二光学层140以及反射板150可设置在壳体102内，但不以此为限。
如图2所示，当显示装置DE1需进行指纹辨识时，显示装置DE1由显示模式变为指纹辨识模式，此时背光模块100由第一模式对应变为第二模式，其中可例如通过传递需进行指纹辨识的信号至背光模块100的光源组LS1，以使第二发光单元120由关闭状态变为开启状态，但不以此为限。也就是说，在进行指纹辨识时，显示装置DE1变为指纹辨识模式，此时背光模块100为第二模式，第一发光单元110与第二发光单元120皆为开启状态，因此第一发光单元110发出第一光线L1(例如为可见光)且第二发光单元L2发出第二光线L2(例如为红外光)。其中，第一光线L1的行进路径如图2中的虚线箭头所示，第二光线L2的行进路径如图2中的实线箭头所示。也就是说，第一光线L1经过第一光学层130后会被准直，接着经过第二光学层140后会被散射，从而提供大角度可见光光源。同时，第二光线L2经过第一光学层130后会被准直，接着经过第二光学层140后大致朝同一方向前进或几乎不会被散射而穿过第二光学层140，从而使第二光线L2呈小角度射出背光模块100。将此无特定射出角度的第一光线L1与较小射出角度的第二光线L2由背光模块100提供至显示面板200后，一部分的第一光线L1与一部分的第二光线L2会被待测物OB(例如为手指)所反射，其中第一光线L1被反射的部分为光线L1’，第二光线L2被反射的部分为光线L2’，光线L2’可用以进行指纹辨识。详细而言，本揭露的显示面板200还可包括至少一感测元件210以及至少一带通滤波器(bandpass filter)220，带通滤波器220对应设置在感测元件210的一侧，其中感测元件210可例如为光感应式感测元件，带通滤波器200可例如包括透明光阻层，但不以此为限。带通滤波器200可滤除第一光线L1被反射的部分(即光线L1’)且允许第二光线L2被反射的部分(即光线L2’)穿透，以使感测元件210感测第二光线L2被反射的部分。在一些实施例中，感测元件210可设置在带通滤波器220与背光模块100之间，且当显示面板200包括多个感测元件210以及多个带通滤波器220时，带通滤波器220可一对一地应对设置在感测元件210上。由于第一光线L1被反射的部分(即光线L1’)呈散射且具有杂散光，会影响指纹感测成像与指纹辨识的效果，而第二光线L2被反射的部分(即光线L2’)呈准直，有利于指纹感测成像，因此带通滤波器200滤除第一光线L1被反射的部分且允许第二光线L2被反射的部分穿透，以使感测元件210感测第二光线L2被反射的部分，从而可提升指纹感测成像与指纹辨识的效果。然而，在某些实施中，显示面板200也可不具有带通滤波器200。
在一些实施例中，如图1A与图2所示，显示面板200还可包括第一基板230以及第二基板240，且感测元件210与带通滤波器220设置在第一基板230与第二基板240之间。举例而言，感测元件210可彼此间隔排列地设置在第一基板230上，带通滤波器220可一对一地对应设置在感测元件210上，且第二基板240可设置在带通滤波器220上，但不以此为限。其中，第一基板230可例如包括阵列基板，第二基板240可例如包括彩色滤光层，但不以此为限。在一些实施例中，显示面板200还可选择性的包括保护层250，设置在第二基板240上，其中保护层250可例如包括保护玻璃(cover glass)，且保护层250的尺寸可大于第二基板240的尺寸，但不以此为限。本揭露所指对应设置可例如在一方向Z上(例如是第一基板230的法线方向上)，两个元件至少部分重叠或完全重叠。
请参考图4与图5。图4为本揭露第二实施例的背光模块为第一模式且显示装置为显示模式的示意图。图5为本揭露第二实施例的背光模块为第二模式且显示装置为指纹辨识模式的示意图。如图4与图5所示，本揭露第一实施例的背光模块300可包括至少一第一发光单元310、至少一第二发光单元320、第一光学层330以及第二光学层340。第一发光单元310可发出第一光线L1，第二发光单元320可发出第二光线L2。其中，至少一第一发光单元310与至少一第二发光单元320可整合在光源组LS2中，光源组LS2可例如为开关灯条(switch light bar)，但不以此为限。也就是说，光源组LS2可包括一个或多个第一发光单元310及一个或多个第二发光单元320，其中第一发光单元310与第二发光单元320的配置方式可依据产品需求进行调整。背光模块300可包括一或多个光源组LS2。举例而言，请参考图6A、图6B与图6C，第一发光单元310与第二发光单元320可以呈平面阵列方式设置在第一光学层330的底侧，即第一光学层130的入光侧332，但不以此为限。图6A为本揭露光源组的一实施例的俯视示意图，如图6A所示，在光源组LS2中，一部分的第一发光单元310与第二发光单元320可例如以一列第一发光单元310、一列第二发光单元320的方式交错排列设置并构成平面阵列，在外围部分则皆为第一发光单元310，其中沿着A-A’切线所得到的光源组LS2的剖视图可参考图4。请参考图6B，其为本揭露光源组的变化实施例的俯视示意图，在光源组LS2中，一部分的第一发光单元310与第二发光单元320可例如以一列第一发光单元310、两列第二发光单元320的方式交错排列设置并构成平面阵列，在外围部分则皆为第一发光单元310，其中沿着A-A’切线而得到的光源组LS2的剖视图可参考图1C。请参考图6C，其为本揭露光源组的另一变化实施例的俯视示意图，在光源组LS2中，一部分的第一发光单元310与第二发光单元320可例如以多列第一发光单元310、多列第二发光单元320的方式交错排列设置并构成平面阵列，或者是第二发光单元320位于光源组LS2的中间区域，外围被第一发光单元310所包围，其中沿着A-A’切线而得到的光源组LS2的剖视图可参考图1D。上述变化实施例仅为举例，本揭露的光源组LS2的设计并不以上述配置为限。
第一光学层330可设置在第一发光单元310与第二发光单元320的一出光侧，且第一光学层330可准直第一发光单元310发出的第一光线L1与第二发光单元320发出的第二光线L2。在一些实施例中，第一发光单元310与第二发光单元320可整合在光源组LS2中并对应设置在第一光学层130的入光侧332，但不以此为限。第二光学层340可设置在第一光学层330的出光侧334，其中第二光学层340散射第一光线L1但不散射第二光线L2。第一光学层330的入光侧332可与第一光学层330的出光侧334相对，例如入光侧332可大致上平行于出光侧334，且出光侧334可朝向背光模块300的出光侧301，但不以此为限。根据上述包含第一发光单元310与第二发光单元320的光源组LS2与第一光学层330的位置与配置关系，可构成直下式的背光模块300。此外，请参考图7，其为本揭露第一光学层的另一实施例的侧视示意图，如图7所示，在一些实施例中，第一光学层330可包括聚光层336，以提升第一光学层330的准直效果，其中聚光层336可包括棱镜层，例如为具有多个准直棱镜或凸透镜的棱镜层，但不以此为限。在一些实施例中，第一光学层330还可包括增光层、先进结构化光学复合层、荧光层以及蓝光透射分色镜的其中至少一个，并与聚光层336堆栈设置，但不以此为限，其中第一光学层330所包括的膜层的堆栈层数与类型可依实际需求进行调整。
背光模块300可具有第一模式以及第二模式。如图4所示，当背光模块300为第一模式时，第一发光单元310为开启状态且第二发光单元320为关闭状态，因此第一发光单元310发出第一光线L1(例如为可见光)但第二发光单元320不发光，其中第一光线L1的行进路径如图4中的虚线箭头所示。也就是说，第一光线L1经过第一光学层330后会被准直，接着经过第二光学层340后会被散射，使第一光线L1在第二光学层340中被充分散射，从而使第一光线L1在射出第二光学层340时没有呈现特定射出角度，或者第一光线L1的射出角度并不会集中在特定方向范围内。如图5所示，当背光模块300为第二模式时，第一发光单元310与第二发光单元320皆为开启状态，此时第一发光单元310发出第一光线L1(例如为可见光)且第二发光单元320发出第二光线L2(例如为红外光)，其中第一光线L1的行进路径如图5中的虚线箭头所示，第二光线L2的行进路径如图5中的实线箭头所示。也就是说，第一光线L1经过第一光学层330后会被准直，接着经过第二光学层340后会被散射，从而使第一光线L1呈散射且在射出第二光学层340时没有呈现特定射出角度或集中于特定射出角度范围。相对的，第二光线L2经过第一光学层330后会被准直，接着经过第二光学层340后大致朝同一方向前进或几乎不会被散射而穿透。此处关于第二光线L2经过第一光学层330后被准直的定义可参考前述有关第一光线L1被准直的定义，不再赘述。
本揭露的背光模块300可应用在例如显示装置，如图4与第5图所示，显示装置DE2可包括背光模块300以及显示面板200，且背光模块300对应显示面板200设置。其中，显示装置DE2可具有显示模式以及指纹辨识模式。如图4所示，在进行一般显示时，显示装置DE2为显示模式，此时背光模块300为对应第一模式，其中第一光线L1的行进路径如图4中的虚线箭头所示，从而使背光模块100提供无特定射出角度的可见光光源。将此具有大范围射出角度的可见光的背光模块300作为背光源提供给显示面板200，可使显示装置DE2的显示画面能够具有广视角。在一些实施例中，显示装置DE2还可包括壳体302，其具有一容纳空间，其中包含第一发光单元310与第二发光单元320的光源组LS2、第一光学层330以及第二光学层340可设置在壳体102内，其中，于方向Z上，包含第一发光单元310与第二发光单元320的光源组LS2设置在壳体302与第一光学层330之间，但不以此为限。
如图5所示，在进行指纹辨识时，显示装置DE2为指纹辨识模式，此时背光模块300对应为第二模式，其中第一光线L1的行进路径如图5中的虚线箭头所示，从而提供大角度可见光光源，且第二光线L2的行进路径如图5中的实线箭头所示，从而使第二光线L2呈小角度射出背光模块100。将此无特定射出角度的第一光线L1与较小射出角度的第二光线L2由背光模块300提供至显示面板200后，一部分的第一光线L1与一部分的第二光线L2会被待测物OB(例如为手指)所反射，其中第一光线L1被反射的部分为光线L1’，第二光线L2被反射的部分为光线L2’，光线L2’可用以进行指纹辨识。由于显示装置DE2的显示模式以及指纹辨识模式的运作方式与前述实施例中显示装置DE1的显示模式以及指纹辨识模式的运作方式大致上相同，且显示面板200可包含的元件(例如感测元件210、带通滤波器220、第一基板230、第二基板240及/或保护层250等)、结构及其配置关系等在前述实施例中亦已详细说明，故于此将不再赘述。
请参考图8，图8为本揭露电子装置(例如背光模块或显示装置)中光强度(lightintensity)与角度的关系图，用以描述本揭露指出的光线被准直后所形成的准直光。在图8中，纵轴表示光的相对强度，其中具有最大相对强度的光定义为最强光。横轴表示光的行进方向与最强光的行进方向之间的夹角。由图8中可以看出，当光的行进方向与最强光的行进方向之间的夹角越大时，则光强度越小。若将最强光的相对光强度定义为1，则相对光强度为0.5的光与最强光的行进方向之间的夹角则为半衰角(half-value angle)，例如图8中所示的半衰角约为±8度，但不以此为限。半衰角为±10度以内的光线可定义为准直光，而半衰角大于±10度的光线可定义为非准直光或者为散射光。另外，由图8中也可以看出，若半衰角大于±10度，则光强度会降到实质上接近0。
可以理解的是，本揭露所指第一光线L1经过第一光学层130后会被准直，接着经过第二光学层140后会被散射，从而使第一光线L1呈散射且在射出第二光学层140时没有呈现特定射出角度或集中于特定射出角度范围，可例如是通过参考光强度(light intensity)与角度的关系图，而得知第一光线L1经过第一光学层130后的半衰角小于第一光线L1经过第二光学层140后的半衰角，其中第一光线L1经过第一光学层130后的半衰角例如为±10度，而第一光线L1经过第二光学层140后的半衰角例如为±12度、±15度、±18度或±20度，但不以此为限。
综上所述，根据本揭露实施例的背光模块及其适用的显示装置，通过设置发出第一光线的第一发光单元及第二发光单元，并配合第一光学层与第二光学层的光学特性，使得背光模块及显示装置依据使用情境可具有不同模式。并且，通过第一光学层准直第一光线与第二光线，且第二光学层散射第一光线但不散射第二光线，当显示装置为显示模式时，可使显示画面能够通过广视角观看，而当显示装置为指纹辨识模式时，可提升指纹感测成像与指纹辨识的效果。
以上所述仅为本揭露的实施例而已，并不用于限制本揭露，对于本领域的技术人员来说，本揭露可以有各种更改和变化。凡在本揭露的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本揭露的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种背光模块，其特征在于，包括：
至少一第一发光单元，发出一第一光线；
至少一第二发光单元，发出一第二光线；
一第一光学层，设置在该第一发光单元与该第二发光单元的一出光侧，该第一光学层准直该第一光线与该第二光线；以及
一第二光学层，设置在该第一光学层的一出光侧，其中该第二光学层使该第一光线散射且该第二光线不被散射。
2.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该第一光线为一可见光。
3.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该第二光线为一红外光。
4.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该第二光学层为一扩散片。
5.根据权利要求4所述的背光模块，其特征在于，该扩散片包括多个散射粒子，其中该等散射粒子的直径范围为0.03微米至3微米。
6.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该第一光学层为一导光板。
7.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该第一光学层包括一聚光层。
8.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该背光模块具有一第一模式以及一第二模式，其中当该背光模块为该第一模式时，该第一发光单元为开启状态，当该背光模块为该第二模式时，该第一发光单元与该第二发光单元皆为开启状态。
9.一种显示装置，其特征在于，包括：
一显示面板；以及
一背光模块，对应该显示面板设置，包括：
至少一第一发光单元，发出一第一光线；
至少一第二发光单元，发出一第二光线；
一第一光学层，设置在该第一发光单元与该第二发光单元的一出光侧，该第一光学层准直该第一光线与该第二光线；以及
一第二光学层，设置在该第一光学层的一出光侧，其中该第二光学层散射该第一光线但不散射该第二光线。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，该显示面板包括：
至少一感测元件；以及
至少一带通滤波器，对应设置在该感测元件的一侧；
其中该带通滤波器滤除该第一光线被反射的部分且允许该第二光线被反射的部分穿透，以使该感测元件感测该第二光线被反射的该部分。
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