CN206975364U - 显示设备及其具光路弯折的背光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种显示设备及其具光路弯折的背光装置，显示设备包含一显示面板与具光路弯折的背光装置，背光装置包含一背光板、一第一光学元件与一第二光学元件。背光板具有复数光源。第一光学元件反射该些光源的光线，第二光学元件反射经过第一光学元件反射的光线，以提供光线至显示面板。藉由第一光学元件与第二光学元件反射光线，使得该些光源所产生的光线可间接投射于显示面板，如此即可增长该些光源所产生的光线投射于显示面板的光路，因此可增加该些光源与显示面板间的相对距离，以可降低热能对显示面板的影响。

Description

显示设备及其具光路弯折的背光装置

技术领域

本实用新型为有关于一种显示设备，尤其包含用于显示设备的具光路弯折的背光装置，以可增加显示面板与背光装置的光源间的距离，而降低热能对显示面板的影响。

背景技术

一般来说，显示设备包含背光模块与显示面板，背光模块具有复数光源，而产生光线并投射光线于显示面板，以让显示面板可以显示信息或者影像。目前背光模块的光源大都为发光二极管以取代传统灯管。为了降低背光模块的发光二极管的数量，发光二极管可为高功率发光二极管，如此可提高光线的亮度，然而高功率发光二极管相对会产生较高的热能。

请参阅图1，其为习用显示设备及其背光模块的示意图。如图所示，显示设备10包含一背光模块12与一显示面板14。背光模块12具有复数光源121，以产生光线。习用的背光模块12位于显示面板14的一侧，并且直接面对于显示面板14，如此背光模块12的该些光源121产生的光线直接投射于显示面板14，其是为了让光线均匀投射于显示面板14，以让显示面板14的亮度均匀，且可以增加光效率。

直接投射光线于显示面板14的习用背光模块12如果靠近显示面板14，即会因为辐射热与对流热导致热能过高，过高热能即会影响显示面板14的显示稳定度。如图所示，一风扇16设置于显示设备10，以透过风扇16产生风而降低存在于背光模块12与显示面板14间的热能及累积于显示面板14的热能，然而风扇16会增加生产与维修成本。

由上述说明可知，若可以增加背光模块12的该些光源121与显示面板14间的距离，即可降低辐射热与对流热，而可降低热能对于显示面板14的影响，如图2所示。然而，一般电子产品中并未具有足够空间可以让背光模块12与显示面板14间具有较长距离。因此，习用背光模块12直接投射该些光源121所产生的光线于显示面板14，会导致显示面板14的显示稳定度有限。

基于上述，有必要提供一种显示设备及其具光路弯折的背光装置，以降低热能对显示面板的影响。

实用新型内容

本实用新型的一目的，在于提供一种显示设备及其具光路弯折的背光装置，本实用新型的背光装置并非直接投射光源产生的光线于显示面板，光源产生的光线经过弯折而投射于显示面板，如此即可增长光源所产生的光线投射于显示面板的光路，以可增加光源与显示面板间的相对距离，而降低热能对显示面板的影响。

本实用新型的一目的，在于提供一种显示设备及其具光路弯折的背光装置，背光装置的背光板的光源所产生的光线并非直接投射于显示面板，藉由光学元件弯折光线的光路，光源所产生的光线经由光学元件间接投射于显示面板，即可增长背光板的光源所产生的光线投射于显示面板的光路，如此可增加背光板的光源与显示面板间的相对距离，以可降低热能对显示面板的影响。

本实用新型的一目的，在于提供一种显示设备及其具光路弯折的背光装置，其可运用面积小于显示面板的面积的背光板提供光线，再经由光学元件调整光线投射于显示面板的角度，如此可以放大光线投射于显示面板的光路所涵盖的范围，利用面积小的背光板提供光线即可减少光线的光路所需要的空间，并减少背光板所占用的空间。

本实用新型提供一种具光路弯折的背光装置，其包含一固定结构、一背光板、一第一光学元件与一第二光学元件。背光板具有复数光源。第一光学元件设置于固定结构，并位于该些光源投射光线的一光学投射路径，以供反射该些光源的光线。第二光学元件设置于固定结构，并位于第一光学元件反射该些光源所产生的光线的一第一光学反射路径，以供反射经过第一光学元件反射的光线。

本实用新型提供一种显示设备，其包含一显示面板、一固定结构、一背光板、一第一光学元件与一第二光学元件。背光板具有复数光源。显示面板、第一光学元件与第二光学元件分别设置于固定结构，第一光学元件位于该些光源投射光线的一光学投射路径，以供反射该些光源所产生的光线，第二光学元件位于第一光学元件反射该些光源所产生的光线的一第一光学反射路径，以供反射经过第一光学元件反射的光线，而提供光线至显示面板。

附图说明

图1：为习用显示设备及其背光模块的立体图；

图2：为另一习用显示设备及其背光模块的立体图；

图3A：为本实用新型的显示设备及其背光装置的第一实施例的立体图；

图3B：为本实用新型的显示设备及其背光装置的第一实施例的部份分解图；

图4：为本实用新型的显示设备及其背光装置的第一实施例的另一角度的部份分解图；

图5：为本实用新型的显示设备及其背光装置的第一实施例的立体图；

图6：为本实用新型的显示设备及其背光装置的第一实施例的不同角度的立体图；

图7：为本实用新型的背光装置的第一实施例投射光线于显示面板的光路径示意图；

图8：为本实用新型的背光板的第一实施例的前视图；

图9：为本实用新型的显示面板的第一实施例的前视图；

图10：为本实用新型的背光装置的第二实施例投射光线于显示面板的光路径示意图；

图11：为本实用新型的背光板的第二实施例的前视图；

图12：为本实用新型的显示设备及其背光装置的第三实施例的立体图；

图13：为本实用新型的背光板的第三实施例的前视图；以及

图14：为本实用新型的显示设备及其背光装置的第四实施例的立体图。

【图号对照说明】

10 显示设备

12 背光模块

121 光源

14 显示面板

16 风扇

20 显示设备

30 背光装置

32 背光板

321 光源

323 光学投射路径

33 第一固定板

34 集光罩

340 光通道

341 第一通口

343 第二通口

35 第二固定板

36 第一光学元件

361 第一光学反射路径

37 第二光学元件

371 第二光学反射路径

38 固定结构

381 空间

383 光线入口

385 第一装配口

387 第二装配口

389 第三装配口

39 光线角度调整元件

40 显示面板

41 显示区域

50 散热结构

L1 长度

L2 长度

L3 长度

L4 长度

W1 宽度

W2 宽度

W3 宽度

W4 宽度

具体实施方式

为了使本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下：

请参阅图3A、图3B、图4、图5与图6，其为本实用新型的显示设备及其背光装置的第一实施例的不同角度的立体图与部份分解图，其中为了清楚显示本实用新型的背光装置，所以图5与图6皆未显示固定结构。如图所示，本实用新型的显示设备20包含一背光装置30与一显示面板40。于本实用新型的一实施例中，显示设备20可作为抬头显示器(Head-UpDisplay，HUD)，但并非限制本实用新型的显示设备20只能作为抬头显示器。背光装置30包含一背光板32、一第一光学元件36、一第二光学元件37与一固定结构38。背光板32具有复数光源321，该些光源321产生光线，该些光源321位于背光板32的一侧。于本实用新型的一实施例中，该些光源321可为发光二极管，更可为高功率的发光二极管。此外，本实用新型的背光装置30更可包含一散热结构50，其设置于背光板32的另一侧，而可将该些光源321所产生的热能朝远离显示面板40的方向传导，以避免该些光源321所产生的热能影响显示面板40的显示稳定度。于本实用新型的一实施例中，散热结构50可包含复数个散热鳍片。

如图3B所示，第一光学元件36、第二光学元件37与显示面板40分别设置于固定结构38。于本实用新型的一实施例中，固定结构38为中空体，而内部具有一空间381，以作为光线的通道，固定结构38可呈倒L型。固定结构38更具有一光线入口383、一第一装配口385、一第二装配口387与一第三装配口389，此四者皆连通于空间381而相互连通。光线入口383相对于该些光源321，第一光学元件36装配于第一装配口385，第二光学元件37装配于第二装配口387，显示面板40装配于第三装配口389。固定结构38可设置于散热结构50的一侧，而光线入口383相对于背光板32，以让背光板32的该些光源321所产生的光线经由光线入口383进入固定结构38的内部的空间381而投射于第一光学元件36。此外，背光装置30更可包括两固定板33、35，第一光学元件36固定于第一固定板33，第一固定板33装配于固定结构38，使得第一光学元件36装配于第一装配口385，第一固定板33并封住第一装配口385，而避免光线从第一装配口385照射出固定结构38。第二光学元件37固定于第二固定板35，第二固定板35装配于固定结构38，使得第二光学元件37装配于第二装配口387，第二固定板35并封住第二装配口387，而避免光线从第二装配口387照射出固定结构38。值得注意的是，在本实用新型部分实施例中，第一固定板33或第二固定板35亦可与固定结构38一体成形，而第一光学元件36或者第二光学元件37可从第三装配口389装配于第一固定板33与第二固定板35。

于本实用新型的一实施例中，背光装置30更可包含一集光罩34，其可设置于固定结构38的内部的空间381，而位于背光板32的一侧与第一光学元件36之间。此外，集光罩34具有相连通的一光通道340、一第一通口341与一第二通口343(如图5所示)，第一通口341相对于固定结构38的光线入口383，而第二通口343相对于第一光学元件36，即光通道340相对于该些光源321与第一光学元件36。集光罩34可用于集中光线，光线会在集光罩34内反射而集中以避免散射，该些光源321所产生的光线通过集光罩34的光通道340投射至第一光学元件36，如此可降低光线投射至第一光学元件36的损耗。于本实用新型的一实施例中，集光罩34的内表面具有一反射膜(图未示)，又或者集光罩34的内表面为镜面。

承上所述，第一光学元件36位于该些光源321投射光线的一光学投射路径323(如图7所示)，以反射该些光源321所产生的光线。如图7所示，第一光学元件36反射光线的表面相对于光学投射路径323具有一夹角，使第一光学元件36相对倾斜于光学投射路径323上，且第一光学元件36反射光线的表面朝上(依图面而言)，如此该些光源321所产生的光线直接照射于第一光学元件36的表面后，第一光学元件36向上反射光线。此外，第二光学元件37位于第一光学元件36反射该些光源321所产生的光线的一第一光学反射路径361(如图7所示)，且第二光学元件37相对第一光学反射路径361呈倾斜，且第二光学元件37反射光线的表面相对于第一光学元件36与显示面板40，于此实施例中，第二光学元件37位于第一光学元件36的上方(依图面而言)，如此第一光学元件36反射该些光源321所产生的光线时，此经过第一光学元件36反射的光线会投射于第二光学元件37，而第二光学元件37反射经过第一光学元件36反射的光线至显示面板40，即提供光线至显示面板40。由上述可知，显示面板40位于第二光学元件37反射光线的一第二光学反射路径371(如图7所示)。于本实用新型的一实施例中，显示面板40位于固定结构38靠近背光板32的方向的位置而非固定结构38远离背光板32的方向的位置，如此可减少显示设备20所占用的空间。因此，于此实施例中，第二光学元件37反射光线的方向相反于该些光源321投射光线的方向。

由上述说明可知，本实用新型的背光装置30的第一光学元件36与第二光学元件37为可弯折背光板32所产生的光线而投射光线于显示面板40的背面，以提供显示面板40所需要的背光，如此可增长背光板32所产生的光线投射于显示面板40的光路，因此可以在有限空间内增加背光板32的该些光源321与显示面板40间的相对距离，而可降低热能对显示面板40显示影像的影响。

请参阅图7，其为本实用新型的背光装置的第一实施例投射光线于显示面板的光路径示意图。如图所示，背光板32的该些光源321产生光线，光线经过集光罩34投射于第一光学元件36。第一光学元件36反射该些光源321所产生的光线至第二光学元件37，第二光学元件37再反射经过第一光学元件36反射的光线至显示面板40。由上述可知，本实用新型的背光板32提供的光线并非直接投射于显示面板40，而是藉由第一光学元件36与第二光学元件37弯折背光板32所提供的光线的光路，而间接投射光线于显示面板40，即增长背光板32所提供的光线投射于显示面板40的光路，如此可增加背光板32的该些光源321与显示面板40间的相对距离，以降低该些光源321所产生的热能对显示面板40显示影像的影响。

请参阅图8与图9，其为本实用新型的背光板32的第一实施例的前视图与显示面板40的第一实施例的前视图。如图所示，此实施例的背光板32的宽度(Y轴方向的尺寸)W3小于显示面板40的宽度(Y轴方向的尺寸)W4。该些光源321呈复数列设置于背光板32，同一列的两相邻光源321的间距(Y轴方向的间距)小，使得该些光源321排列于背光板32上所占用的宽度(Y轴方向的尺寸)W1小于显示面板40的一显示区域41的宽度(Y轴方向的尺寸)W2，所以背光板32的宽度W3可小于显示面板40的宽度W4，如此相当于压缩背光板32的该些光源321所产生的光线的光路的高度，而相当于压缩该些光源321所产生的光线的投射范围。于此实施例中，同一列的两相邻光源321的间距(Y轴方向的间距)小于两相邻列的光源321的间距(X轴方向的间距)。此外，于此实施例中，该些光源321排列于背光板32上所占用的长度(X轴方向的尺寸)L1可近似等于显示面板40的显示区域41的长度(X轴方向的尺寸)L2，所以背光板32的长度(X轴方向的尺寸)L3可近似等于显示面板40的长度(X轴方向的尺寸)L4。上述的显示区域41用于显示影像。于此实施例中，显示面板40的显示区域41的宽度W2可相等于显示面板40的宽度W4。

于图7的实施例中，其可配合图8的实施例的背光板32，第一光学元件36可为一平面反射镜，而第二光学元件37可为一圆柱面反射镜。第一光学元件36反射光线至第二光学元件37后，第二光学元件37会发散光线而投射于显示面板40的背面，如此光线即可分布投射于显示面板40的显示区域41的整体背面。由此可知，图7的实施例可运用宽度较小的背光板32，背光板32的宽度小于显示面板40的宽度，其相当于压缩背光板32所提供的光线的光路的高度(相当于压缩光线的投射范围)，图7所示的实施例并藉由第二光学元件37发散光线，而放大光线的光路的高度(相当于放大光线的投射范围)，如此相当于还原光路的被压缩高度，而使得背光板32所提供的光线可投射分布于显示面板40的显示区域41的整体背面。于此实施例中，由于缩小背光板32的宽度，使得原需要较高空间的光路得以压缩，而可减少光线的光路需要的空间，且可减少背光板32所占用的空间，即可减少背光装置30的整体体积，其相当于减少显示设备20的整体体积而减少所占用的空间。

请参阅图10，其为本实用新型的背光装置的第二实施例投射光线于显示面板的光路径示意图。如图所示，此实施例的背光装置30更包含一光线角度调整元件39，其设置于显示面板40的一侧，并位于显示面板40与第二光学元件37之间，即光线角度调整元件39位于第二光学元件37反射光线的第二光学反射路径371，且光线角度调整元件39的两侧表面分别相对于显示面板40与第二光学元件37，第二光学元件37反射经过第一光学元件36反射的光线至光线角度调整元件39，反射至光线角度调整元件39的光线经过光线角度调整元件39投射至显示面板40。光线角度调整元件39会调整光线的投射角度，其调整远离光线角度调整元件39中心的光线的投射方向向内而投射于显示面板40。于本实用新型的一实施例中，光线角度调整元件39可为增光片、凸透镜、或者等同凸透镜设计的菲涅尔镜。

请参阅图11，其为本实用新型的背光板32的第二实施例的前视图。如图所示，此实施例的该些光源321排列于背光板32上所占用的宽度(Y轴方向的尺寸)W1小于显示面板40的显示区域41的宽度(Y轴方向的尺寸)W2，且该些光源321排列于背光板32上所占用的长度(X轴方向的尺寸)L1亦小于显示面板40的显示区域41的长度(X轴方向的尺寸)L2，即同一列的两相邻光源321的间距(Y轴方向的间距)缩小之外，两相邻列的光源321的间距(X轴方向的间距)亦缩小，如此更进一步压缩背光板32提供的光线的光路(光线的投射范围)，因此背光板32除了宽度(Y轴方向的尺寸)W3可小于显示面板40的宽度(Y轴方向的尺寸)W4之外，背光板32的长度(X轴方向的尺寸)L3亦可小于显示面板40的长度(X轴方向的尺寸)L4，以可进一步减少背光板32所占用的空间，而更可进一步减少背光装置30与显示设备20的整体体积。如图12所示，配合图11所示的背光板32的第二光学元件37可为球面反射镜，以向四周发散光线，如此相当于还原光路的被压缩面积，即相当于可放大光线的投射范围。

请参阅图13，其为本实用新型的背光板32的第三实施例的前视图。如图所示，此实施例的该些光源321排列于背光板32上所占用的宽度(Y轴方向的尺寸)W1可近似等于显示面板40的显示区域41的宽度(Y轴方向的尺寸)W2，且该些光源321排列于背光板32上所占用的长度(X轴方向的尺寸)L1亦可近似等于显示面板40的显示区域41的长度(X轴方向的尺寸)L2。于此实施例中，同一列的两相邻光源321的间距(Y轴方向的间距)可以近似等于两相邻列的光源321的间距(X轴方向的间距)，如此该些光源321所产生的光线的投射范围相当于显示面板40的显示区域41的背面的整体面积，因此背光板32的宽度(Y轴方向的尺寸)W3与长度(X轴方向的尺寸)L3可近似等于显示面板40的宽度(Y轴方向的尺寸)W4与长度(X轴方向的尺寸)L4。如图14所示，配合图13所示的背光板32的第二光学元件37可为平面反射镜。

综合上述，本实用新型的具光路弯折的背光装置，藉由第一光学元件与第二光学元件反射光线，使得该些光源所产生的光线可间接投射于显示面板，如此即可增长该些光源所产生的光线投射于显示面板的光路，因此可增加该些光源与显示面板间的相对距离，以可降低热能对显示面板的影响。

上文仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。

Claims (21)

1.一种具光路弯折的背光装置，其特征在于，其包含：

一固定结构；

一背光板，具有复数光源；

一第一光学元件，设置于该固定结构，并位于该些光源投射光线的一光学投射路径，以供反射该些光源的光线；以及

一第二光学元件，设置于该固定结构，并位于该第一光学元件反射该些光源的光线的一第一光学反射路径，以供反射经过该第一光学元件反射的光线。

2.如权利要求1所述的具光路弯折的背光装置，其特征在于，更包含一集光罩，其位于该背光板的一侧与该第一光学元件之间，该集光罩具有一光通道，该光通道相对于该些光源与该第一光学元件。

3.如权利要求2所述的具光路弯折的背光装置，其特征在于，其中该集光罩的内表面具有一反射膜，该固定结构的内部具有一空间，该集光罩设置于该固定结构的该空间。

4.如权利要求1所述的具光路弯折的背光装置，其特征在于，更包含一散热结构，该背光板与该固定结构设置于该散热结构的一侧。

5.如权利要求1所述的具光路弯折的背光装置，其特征在于，其中该固定结构为一中空体并具有相互连通的一光线入口、一第一装配口与一第二装配口，该光线入口相对于该背光板的该些光源，该第一光学元件装配于该第一装配口，该第二光学元件装配于该第二装配口。

6.如权利要求1所述的具光路弯折的背光装置，其特征在于，其中该第一光学元件为一平面反射镜，而该第二光学元件为一圆柱面反射镜。

7.如权利要求1所述的具光路弯折的背光装置，其特征在于，其中该第一光学元件为一平面反射镜，而该第二光学元件为一球面反射镜。

8.如权利要求1所述的具光路弯折的背光装置，其特征在于，其中该第一光学元件与该第二光学元件皆为一平面反射镜。

9.如权利要求1所述的具光路弯折的背光装置，其特征在于，更包含一光线角度调整元件，其位于该第二光学元件反射光线的一第二光学反射路径，该第二光学元件反射经过该第一光学元件反射的光线至该光线角度调整元件，反射至该光线角度调整元件的光线经过该光线角度调整元件投射至一显示面板，该显示面板设置于该固定结构。

10.如权利要求9所述的具光路弯折的背光装置，其特征在于，其中该光线角度调整元件为一增光片、一凸透镜或一菲涅尔镜。

11.如权利要求1所述的具光路弯折的背光装置，其特征在于，其中该第二光学元件反射经过该第一光学元件反射的光线，而提供光线至一显示面板，该显示面板设置于该固定结构。

12.一种显示设备，其特征在于，其包含：

一固定结构；

一显示面板，设置于该固定结构；

一背光板，具有复数光源；

一第一光学元件，设置于该固定结构，并位于该些光源投射光线的一光学投射路径，以供反射该些光源的光线；以及

一第二光学元件，设置于该固定结构，并位于该第一光学元件反射该些光源的光线的一第一光学反射路径，以供反射经过该第一光学元件反射的光线，而提供光线至该显示面板。

13.如权利要求12所述的显示设备，其特征在于，更包含一集光罩，其位于该背光板的一侧与该第一光学元件之间，该集光罩具有一光通道，该光通道相对于该些光源与该第一光学元件。

14.如权利要求13所述的显示设备，其特征在于，其中该集光罩的内表面具有一反射膜，该固定结构的内部具有一空间，该集光罩设置于该固定结构的该空间。

15.如权利要求12所述的显示设备，其特征在于，更包含一散热结构，该背光板与该固定结构设置于该散热结构的一侧。

16.如权利要求12所述的显示设备，其特征在于，其中该固定结构为一中空体并具有相互连通的一光线入口、一第一装配口、一第二装配口与一第三装配口，该光线入口相对于该背光板的该些光源，该第一光学元件装配于该第一装配口，该第二光学元件装配于该第二装配口，该显示面板装配于该第三装配口。

17.如权利要求12所述的显示设备，其特征在于，其中该些光源排列于该背光板所占用的宽度小于该显示面板的一显示区域的宽度，该第一光学元件为一平面反射镜，而该第二光学元件为一圆柱面反射镜。

18.如权利要求12所述的显示设备，其特征在于，其中该些光源排列于该背光板所占用的宽度小于该显示面板的一显示区域的宽度，该些光源排列于该背光板所占用的长度小于该显示面板的该显示区域的长度，该第一光学元件为一平面反射镜，而该第二光学元件为一球面反射镜。

19.如权利要求12所述的显示设备，其特征在于，其中该些光源排列于该背光板所占用的宽度与长度分别等于该显示面板的一显示区域的宽度与长度，该第一光学元件与该第二光学元件皆为一平面反射镜。

20.如权利要求12所述的显示设备，其特征在于，更包含一光线角度调整元件，其位于该第二光学元件反射光线的一第二光学反射路径，该第二光学元件反射经过该第一光学元件反射的光线至该光线角度调整元件，反射至该光线角度调整元件的光线经过该光线角度调整元件投射至该显示面板。

21.如权利要求20所述的显示设备，其特征在于，其中该光线角度调整元件为一增光片、一凸透镜或一菲涅尔镜。