CN216748370U - 背光模块及显示装置 - Google Patents

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CN216748370U CN202123418738.4U CN202123418738U CN216748370U CN 216748370 U CN216748370 U CN 216748370U CN 202123418738 U CN202123418738 U CN 202123418738U CN 216748370 U CN216748370 U CN 216748370U
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Abstract

本实用新型提供一种背光模块，该背光模块包括导光板、光源、多个第一光学微结构和多个第二光学微结构。导光板具有入光面以及连接入光面且彼此相对的出光面和底面。光源设置在导光板的入光面的一侧。这些第一光学微结构和这些第二光学微结构设置在导光板的底面。这些第一光学微结构各自具有朝向光源设置的第一迎光面。这些第二光学微结构各自具有朝向光源设置的第二迎光面。第一迎光面与底面之间具有第一角度。第二迎光面与底面之间具有第二角度。第二角度不同于第一角度。一种采用背光模块的显示装置也被提出。本实用新型的背光模块及显示装置，其出光光型的设计弹性较佳且显示亮度的视角分布的可调性较佳。

Description

背光模块及显示装置
技术领域
本实用新型关于一种光源模块及显示装置，且特别是关于一种背光模块及显示装置。
背景技术
随着液晶显示器这类的非自发光显示器的应用日益广泛，背光模块的设计也需针对不同的使用情境而调整。一般来说，导光板上的光学微结构会考量背光模块所使用的光学膜片做设计以产生所需的出光光型。然而，这类采用具有单一光学微结构设计的导光板的背光模块，其出光光型的可调性并不高。
实用新型内容
本实用新型提供一种背光模块，其出光光型的设计弹性较佳。
本实用新型提供一种显示装置，其显示亮度的视角分布的可调性较佳。
本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型所公开的技术特征中得到进一步的了解。
为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型的一实施例提出一种背光模块。背光模块包括导光板、光源、多个第一光学微结构和多个第二光学微结构。导光板具有入光面以及连接入光面且彼此相对的出光面和底面。光源设置在导光板的入光面的一侧。这些第一光学微结构和这些第二光学微结构设置在导光板的底面。这些第一光学微结构各自具有朝向光源设置第一迎光面。这些第二光学微结构各自具有朝向光源设置的第二迎光面。第一迎光面与底面之间具有第一角度。第二迎光面与底面之间具有第二角度。第二角度不同于第一角度。
为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型的一实施例提出一种显示装置。显示装置包括背光模块与显示面板。背光模块包括导光板、光源、多个第一光学微结构和多个第二光学微结构。导光板具有入光面以及连接入光面且彼此相对的出光面和底面。光源设置在导光板的入光面的一侧。这些第一光学微结构和这些第二光学微结构设置在导光板的底面。这些第一光学微结构各自具有朝向光源设置第一迎光面。这些第二光学微结构各自具有朝向光源设置的第二迎光面。第一迎光面与底面之间具有第一角度。第二迎光面与底面之间具有第二角度。第二角度不同于第一角度。显示面板设置在导光板的出光面的一侧，且重叠于出光面。
基于上述，在本实用新型的一实施例的背光模块中，导光板的底面设有具不同迎光角度的两种光学微结构。借由这两种光学微结构的数量配比，可设计出具有不同出光光型的背光模块，以满足显示装置的各种应用需求。
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是本实用新型的第一实施例的显示装置的剖视示意图。
图2是图1的背光模块的下视示意图。
图3是光线分别经由图1的第一光学微结构和第二光学微结构的反射后的归一化亮度值对视角的曲线图。
图4是图1的背光模块的归一化亮度值对视角的曲线图。
图5是光线分别经由另一实施例的第一光学微结构和第二光学微结构的反射后的归一化亮度值对视角的曲线图。
图6是图1的背光模块的另一变形实施例的归一化亮度值对视角的曲线图。
图7是本实用新型的第二实施例的背光模块的剖视示意图。
图8是本实用新型的第三实施例的背光模块的剖视示意图。
图9是图1的背光模块的另一变形实施例的剖视示意图。
图10是本实用新型的第四实施例的背光模块的剖视示意图。
附图标记列表
1:显示装置
10、10A、10B、10C、10D:背光模块
50:显示面板
100:导光板
100bs:底面
100es:出光面
100is:入光面
110:光源
130:反射片
150:光学膜片
A1:第一角度
A2:第二角度
C1a、C2a、C1b、C2b:曲线
FWHM1、FWHM2、FWHM3、FWHM1”、FWHM2”:半高宽
LB1、LB2:光束
MS1、MS1-A、MS1-B、MS1-C、MS1-D:第一光学微结构
MS2、MS2-A、MS2-B、MS2-C、MS2-D:第二光学微结构
RS1、RS1-A、RS1-B、RS1-C、RS1-D:第一迎光面
RS2、RS2-A、RS2-B、RS2-C、RS2-D:第二迎光面
X、Y、Z:方向。
具体实施方式
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。
图1是本实用新型的第一实施例的显示装置的剖视示意图。图2是图1的背光模块的下视示意图。图3是光线分别经由图1的第一光学微结构和第二光学微结构的反射后的归一化亮度值对视角的曲线图。图4是图1的背光模块的归一化亮度值对视角的曲线图。图5是光线分别经由另一实施例的第一光学微结构和第二光学微结构的反射后的归一化亮度值对视角的曲线图。图6是图1的背光模块的另一变形实施例的归一化亮度值对视角的曲线图。图9是图1的背光模块的另一变形实施例的剖视示意图。为清楚呈现起见，图2仅绘示出图1的导光板100、光源110、第一光学微结构MS1和第二光学微结构MS2。
请参照图1及图2，显示装置1包括背光模块10和显示面板50。背光模块10包括导光板100和光源110。导光板100具有入光面100is以及连接入光面100is且彼此相对的出光面100es和底面100bs。光源110设置在导光板100的入光面100is的一侧，且用于提供多道光束。这些光束在入射导光板100的入光面100is后，可经由多次全反射在导光板100内朝远离光源110的方向传递。在本实施例中，光源110例如是多个发光二极管(light emittingdiode)的组合，但不局限于此。
导光板100的底面100bs设有多个第一光学微结构MS1和多个第二光学微结构MS2。在本实施例中，导光板100上的光学微结构(多个第一光学微结构MS1和多个第二光学微结构MS2)例如是自底面100bs往导光板100本体内凹陷的凹槽结构，但不局限于此。在其他实施例中，导光板100上的光学微结构也可以是自底面100bs往导光板100本体外凸出的凸起结构，如图9所示的背光模块10C的第一光学微结构MS1-C和第二光学微结构MS2-C。也因此，第一光学微结构MS1-C的第一迎光面RS1-C是位在第一光学微结构MS1-C较远离光源110的一侧，而第二光学微结构MS2-C的第二迎光面RS2-C是位在第二光学微结构MS2-C较远离光源110的一侧。
请继续参照图1及图2，特别注意的是，第一光学微结构MS1和第二光学微结构MS2分别具有朝向光源110设置的第一迎光面RS1和第二迎光面RS2。第一迎光面RS1与底面100bs之间具有第一角度A1，第二迎光面RS2与底面100bs之间具有第二角度A2，且第二角度A2不同于第一角度A1。
也就是说，本公开的导光板100上设有两种具不同迎光角度的光学微结构。在导光板100中传递的一部分光束(例如光束LB1)会经由多个第一光学微结构MS1的第一迎光面RS1的反射后由出光面100es出射并且具有第一光型。另一部分光束(例如光束LB2)会经由多个第二光学微结构MS2的第二迎光面RS2的反射后由出光面100es出射并且具有第二光型。借由这两种光型的叠加即可增加背光模块10的整体出光光型的设计弹性，以满足显示装置1的各种应用需求。
举例来说，当显示装置1在正视角附近需具有较高的亮度值并且又要同时满足较大的视角规格时，可将上述的第一光型和第二光型分别设计为集光光型和扩散光型，并经由叠加的效果来产生所需的目标光型。因此，第一迎光面RS1的第一角度A1要小于第二迎光面RS2的第二角度A2，且第一角度A1与第二角度A2的差值的绝对值可大于等于5度，但不局限于此。为了增加这两种光型的差异性以满足不同目标光型的需求，第一角度A1与第二角度A2的差值的绝对值也可大于等于8度，甚至是大于等于10度。
请参照图3，曲线C1a示出部分光束在经由多个第一光学微结构MS1的多个第一迎光面RS1的反射并经由出光面100es出射后的归一化亮度值对视角的分布(即第一光型)，而曲线C2a示出另一部分光束在经由多个第二光学微结构MS2的多个第二迎光面RS2的反射并经由出光面100es出射后的归一化亮度值对视角的分布(即第二光型)。特别注意的是，第一光型在正视角度附近的峰值亮度明显高于第二光型在正视角度附近的峰值亮度，且第一光型的半高宽FWHM1(即归一化亮度值大于等于50％的视角范围)小于第二光型的半高宽FWHM2。
因此，背光模块10的整体出光光型在正视角附近的亮度值可藉由第一光学微结构MS1的设置而增加。同时，亮度值大于峰值亮度一半的视角范围可藉由第二光学微结构MS2的设置而加宽。也就是说，第一光型和第二光型叠加后所产生的目标光型(如图4所示)的半高宽FWHM3会大于第一光型的半高宽FWHM1。
然而，本实用新型不限于此。当图1的显示装置1在正视角附近需具有较高的亮度值且亮度值随着视角增加的变化又较为平缓时，可利用第一光学微结构MS1所产生的第一光型和第二光学微结构MS2所产生的第二光型的叠加效果来产生所需的目标光型。例如：让第一迎光面RS1的第一角度A1小于第二迎光面RS2的第二角度A2，且第一角度A1与第二角度A2的差值的绝对值小于等于12度。为了增加正视角附近的亮度变化的平缓程度，第一角度A1与第二角度A2的差值的绝对值可小于等于10度，甚至是小于等于8度。
请参照图5，曲线C1b示出部分光束在经由多个第一光学微结构MS1的多个第一迎光面RS1的反射并经由出光面100es出射后的归一化亮度值对视角的分布(即第一光型)，而曲线C2b示出另一部分光束在经由多个第二光学微结构MS2的多个第二迎光面RS2的反射并经由出光面100es出射后的归一化亮度值对视角的分布(即第二光型)。特别注意的是，第一光型在正视角度附近的峰值亮度与第二光型在正视角度附近的峰值亮度相当，且第一光型的半高宽FWHM1”小于第二光型的半高宽FWHM2”。亦即，第一光型的集光性高于第二光型的集光性。
因此，背光模块10的整体出光光型在正视角附近的亮度值可藉由第一光学微结构MS1和第二光学微结构MS2的设置而增加。同时，亮度值大于峰值亮度一半的视角范围可藉由第二光学微结构MS2的设置而加宽。由于图5的第一光型的半高宽FWHM1”和第二光型的半高宽FWHM2”的差异不如图3实施例的第一光型的半高宽FWHM1和第二光型的半高宽FWHM2的差异，且两光型在正视角附近的峰值约略相当，图5的第一光型和第二光型叠加后所产生的目标光型(如图6所示)，其亮度值随着视角增加的变化会较为平缓。于其他实施例中，第一光型与第二光型的配比可以依设计需求而调整，也就是说，第一光学微结构MS1及第二光学微结构MS2的结构数目是可调整配比的。
请继续参照图1及图2，举例来说，在本实施例中，多个第一光学微结构MS1和多个第二光学微结构MS2可分别沿着方向X和方向Y交错排列，且分布密度可根据不同的光型需求进行调整，本实用新型并不加以限制。从另一观点来说，背光模块10的光型分布还可借由第一光学微结构MS1和第二光学微结构MS2的数量配比来调整。
显示面板50设置在导光板100的出光面100es的一侧，且重叠于出光面100es。在本实施例中，显示装置1还可选择性地包括反射片130和光学膜片150。反射片130设置在导光板100的底面100bs的一侧，且用于将从底面100bs出射的部分光束反射回导光板100。反射片130例如是白反射片或银反射片，但不局限于此。光学膜片150设置在导光板100的出光面100es与显示面板50之间。举例来说，光学膜片150可以是棱镜片、扩散片、光学增亮膜片、或上述的组合，但不局限于此。
以下将列举另一些实施例以详细说明本公开，其中相同的构件将标示相同的符号，并且省略相同技术内容的说明，省略部分请参考前述实施例，以下不再赘述。特别说明的是，以下不同实施例的背光模块都可用于取代图1的背光模块。
图7是本实用新型的第二实施例的背光模块的剖视示意图。图8是本实用新型的第三实施例的背光模块的剖视示意图。图10是本实用新型的第四实施例的背光模块的剖视示意图。请参照图7，本实施例的背光模块10A与图1的背光模块10的差异在于：光学微结构的配置方式不同。在本实施例中，背光模块10A的第一光学微结构MS1-A和第二光学微结构MS2-A可彼此相连接。举例来说，第二光学微结构MS2-A是设置在与其相连接的第一光学微结构MS1-A与光源110之间。第二光学微结构MS2-A的第二迎光面RS2-A的一端连接第一光学微结构MS1-A的第一迎光面RS1-A，而第二迎光面RS2-A的另一端连接导光板100的底面100bs。亦即，第二迎光面RS2-A是连接在与其邻接的第一迎光面RS1-A与底面100bs之间。第一光学微结构MS1-A的第一迎光面RS1-A会较第二光学微结构MS2-A的第二迎光面RS2-A远离光源110。
然而，本实用新型不限于此。在另一实施例中，如图8所示，背光模块10B的第一光学微结构MS1-B也可以设置在与其相连接的第二光学微结构MS2-B与光源110之间。第一光学微结构MS1-B的第一迎光面RS1-B的一端连接第二光学微结构MS2-B的第二迎光面RS2-B，而第一迎光面RS1-B的另一端连接导光板100的底面100bs。亦即，第一迎光面RS1-B是连接在与其邻接的第二迎光面RS2-B与底面100bs之间。
由于图7及图8的第一光学微结构和第二光学微结构各自的迎光面的设置方式及其对背光模块所产生的技术功效都相似于图1的背光模块10，详细的说明请参见前述实施例的相关段落，于此便不再重述。
如同图9的背光模块10C，图7中相连接的第一光学微结构MS1-A和第二光学微结构MS2-A也可以图10的第一光学微结构MS1-D和第二光学微结构MS2-D来取代。具体而言，如图10所示，背光模块10D的第一光学微结构MS1-D和第二光学微结构MS2-D也可以是自底面100bs往导光板100本体外凸出的凸起结构。也因此，第一光学微结构MS1-D是设置在与其相连接的第二光学微结构MS2-D与光源110之间。亦即，在相连接的第一光学微结构MS1-D和第二光学微结构MS2-D中，第一光学微结构MS1-D的第一迎光面RS1-D会较第二光学微结构MS2-D的第二迎光面RS2-D靠近光源110。
综上所述，在本实用新型的一实施例的背光模块中，导光板的底面设有具不同迎光角度的两种光学微结构。借由这两种光学微结构的数量配比，可设计出具有不同出光光型的背光模块，以满足显示装置的各种应用需求。
虽然本实用新型已以实施例公开，然而其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (12)

1.一种背光模块，其特征在于，所述背光模块包括导光板、光源、多个第一光学微结构和多个第二光学微结构，其中
所述导光板具有入光面以及连接所述入光面且彼此相对的出光面和底面；
所述光源设置在所述导光板的所述入光面的一侧；以及
所述多个第一光学微结构和所述多个第二光学微结构设置在所述导光板的所述底面，所述多个第一光学微结构中的每个具有朝向所述光源设置的第一迎光面，所述多个第二光学微结构中的每个具有朝向所述光源设置的第二迎光面，所述第一迎光面与所述底面之间具有第一角度，所述第二迎光面与所述底面之间具有第二角度，且所述第二角度不同于所述第一角度。
2.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述第一角度与所述第二角度的差值的绝对值大于等于5度。
3.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述第一角度与所述第二角度的差值的绝对值大于等于8度。
4.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述第一角度与所述第二角度的差值的绝对值大于等于10度。
5.根据权利要求4所述的背光模块，其特征在于，所述光源用于提供多道光束，一部分所述多个光束在经由所述多个第一光学微结构的多个所述第一迎光面的反射后具有第一光型，另一部分所述多个光束在经由所述多个第二光学微结构的多个所述第二迎光面的反射后具有第二光型，其中所述第一迎光面的所述第一角度小于所述第二迎光面的所述第二角度，且所述第一光型的半高宽小于所述第二光型的半高宽。
6.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述第一角度与所述第二角度的差值的绝对值小于等于12度。
7.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述第一角度与所述第二角度的差值的绝对值小于等于10度。
8.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述第一角度与所述第二角度的差值的绝对值小于等于8度。
9.根据权利要求8所述的背光模块，其特征在于，所述光源用于提供多道光束，一部分所述多个光束在经由所述多个第一光学微结构的多个所述第一迎光面的反射后具有第一光型，另一部分所述多个光束在经由所述多个第二光学微结构的多个所述第二迎光面的反射后具有第二光型，其中所述第一迎光面的所述第一角度小于所述第二迎光面的所述第二角度，且所述第一光型的集光性高于所述第二光型的集光性。
10.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述多个第一光学微结构中的每个的所述第一迎光面连接于与其邻接的所述第二光学微结构的所述第二迎光面以及所述底面之间。
11.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述多个第二光学微结构中的每个的所述第二迎光面连接于与其邻接的所述第一光学微结构的所述第一迎光面以及所述底面之间。
12.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括背光模块以及显示面板，其中
所述背光模块包括导光板、光源、多个第一光学微结构和多个第二光学微结构：
所述导光板具有入光面以及连接所述入光面且彼此相对的出光面和底面；
所述光源设置在所述导光板的所述入光面的一侧；以及
所述多个第一光学微结构和所述多个第二光学微结构设置在所述导光板的所述底面，所述多个第一光学微结构中的每个具有朝向所述光源设置的第一迎光面，所述多个第二光学微结构中的每个具有朝向所述光源设置的第二迎光面，所述第一迎光面与所述底面之间具有第一角度，所述第二迎光面与所述底面之间具有第二角度，且所述第二角度不同于所述第一角度；以及
所述显示面板设置在所述导光板的所述出光面的一侧，且重叠于所述出光面。
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