CN216848405U - 背光模块及显示装置 - Google Patents

背光模块及显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN216848405U
CN216848405U CN202220521242.5U CN202220521242U CN216848405U CN 216848405 U CN216848405 U CN 216848405U CN 202220521242 U CN202220521242 U CN 202220521242U CN 216848405 U CN216848405 U CN 216848405U
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
guide plate
light guide
backlight module
incident surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202220521242.5U
Other languages
English (en)
Inventor
萧增科
郑势严
张容玮
李俊苇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coretronic Corp
Original Assignee
Coretronic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Coretronic Corp filed Critical Coretronic Corp
Priority to CN202220521242.5U priority Critical patent/CN216848405U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN216848405U publication Critical patent/CN216848405U/zh
Priority to US18/179,384 priority patent/US20230288753A1/en
Priority to EP23161200.3A priority patent/EP4242514A1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0075—Arrangements of multiple light guides
    • G02B6/0076—Stacked arrangements of multiple light guides of the same or different cross-sectional area
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0086—Positioning aspects
    • G02B6/0088—Positioning aspects of the light guide or other optical sheets in the package
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0086—Positioning aspects
    • G02B6/0091—Positioning aspects of the light source relative to the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0051—Diffusing sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer

Abstract

本实用新型提供背光模块及包括该背光模块的显示装置。背光模块包括第一导光板、第一光源、扩散片、第二导光板、第二光源、视角控制片以及第一棱镜片。第一导光板具有第一入光面以及连接第一入光面且彼此相对的第一底面与第一出光面。扩散片设置在第一导光板的第一出光面的一侧。第二导光板设置在第一导光板的第一底面的一侧。第二导光板具有第二入光面以及连接第二入光面且彼此相对的第二底面与第二出光面。第二出光面朝向第一底面。第二光源设置在第二导光板的第二入光面的一侧。视角控制片设置在第一导光板与第二导光板之间。第一棱镜片设置在视角控制片与第一导光板之间。本实用新型提供的背光模块和显示装置的光能利用率较佳。

Description

背光模块及显示装置
技术领域
本实用新型是有关于一种背光模块及显示装置，且特别是有关于一种具有两个导光板的背光模块及显示装置。
背景技术
一般而言，显示装置为了能让多个观看者一起观看，通常具有广视角的显示效果。然而，在某些情况或场合，例如在公开场合浏览私人网页、机密资讯或输入密码时，广视角的显示效果却容易使屏幕画面被旁人所窥视而造成机密资讯外泄。为了达到防窥效果，一般的作法是在显示面板前方放置光控制膜(Light Control Film,LCF)，以滤除大角度的光线。此外，为了防窥功能的切换便利性，在光控制膜上方还可设置电控式扩散膜。在没有防窥需求时，将电控式扩散膜控制在散射态，使来自光控制膜的小角度光线能经由电控式扩散膜的散射分散至较大的视角范围。然而，这样的做法会造成光源的光能无法被有效地利用。因此，如何开发出一种视角切换极为便利且其背光模块的光能利用率也较佳的显示装置已成为相关厂商的重要课题。
实用新型内容
本实用新型提供一种背光模块，其光能利用率较佳。
本实用新型提供一种显示装置，其在分享模式和防窥模式下的光能利用率都较佳。
本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达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。背光模块包括第一导光板、第一光源、扩散片、第二导光板、第二光源、视角控制片以及第一棱镜片。第一导光板具有第一入光面以及连接第一入光面且彼此相对的第一底面与第一出光面。第一光源设置在第一导光板的第一入光面的一侧。扩散片设置在第一导光板的第一出光面的一侧。第二导光板设置在第一导光板的第一底面的一侧。第二导光板具有第二入光面以及连接第二入光面且彼此相对的第二底面与第二出光面。第二出光面朝向第一底面。第二光源设置在第二导光板的第二入光面的一侧。视角控制片设置在第一导光板与第二导光板之间。第一棱镜片设置在视角控制片与第一导光板之间。
为达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和显示面板。背光模块包括第一导光板、第一光源、扩散片、第二导光板、第二光源、视角控制片以及第一棱镜片。第一导光板具有第一入光面以及连接第一入光面且彼此相对的第一底面与第一出光面。第一光源设置在第一导光板的第一入光面的一侧。扩散片设置在第一导光板的第一出光面的一侧。第二导光板设置在第一导光板的第一底面的一侧。第二导光板具有第二入光面以及连接第二入光面且彼此相对的第二底面与第二出光面。第二出光面朝向第一底面。第二光源设置在第二导光板的第二入光面的一侧。视角控制片设置在第一导光板与第二导光板之间。第一棱镜片设置在视角控制片与第一导光板之间。显示面板设置在第一导光板的第一出光面的一侧，并且重叠于第一出光面和第二出光面。
基于上述，在本实用新型的一实施例的背光模块及显示装置中，彼此重叠设置的第一导光板和第二导光板之间设有第一棱镜片。当显示装置操作在分享模式时，第一棱镜片能够将自第一导光板的第一底面出射的部分光线反射回第一导光板，以增加第一光源的光能利用率。当显示装置操作在防窥模式时，第一棱镜片还能增加来自第二导光板的光线的集光性，以提升显示装置的正向辉度。此外，将视角控制片设置在这两个导光板之间，可有效降低显示装置操作在分享模式时，其第一光源发出的光线被视角控制片吸收的风险，有助于提升背光模块的光能利用率。
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1A及图1B分别是本实用新型的第一实施例的显示装置在不同方向上的侧视示意图。
图2是图1A的显示装置的部分构件的俯视示意图。
图3是图1A的显示装置的部分构件的俯视示意图。
图4是图1A的显示装置的部分构件的另一变形实施例的俯视示意图。
图5是图1A的显示装置的部分构件的俯视示意图。
图6A是本实用新型的第一实施例的显示装置操作在分享模式下不同光源的出光亮度对视角的分布示意图。
图6B是本实用新型的第一实施例的显示装置操作在分享模式下的总亮度对视角的分布示意图。
图7是本实用新型的第一实施例的显示装置操作在分享模式和防窥模式下的归一化亮度对视角的分布曲线图。
图8A是图1A的另一变形实施例的显示装置操作在分享模式下不同光源的出光亮度对视角的分布示意图。
图8B是图1A的另一变形实施例的显示装置操作在分享模式下的总亮度对视角的分布示意图。
图9A及图9B分别是本实用新型的第二实施例的背光模块在不同方向上的侧视示意图。
图10A及图10B分别是本实用新型的第三实施例的背光模块在不同方向上的侧视示意图。
图11A及图11B分别是本实用新型的第一实施例的显示装置在不同方向上的侧视示意图。
图12是图11A的电控视角切换器的剖视示意图。
图13是图11A的显示装置操作在不同防窥模式下的亮度对视角的分布示意图。
具体实施方式
有关本实用新型之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图之一较佳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1A及图1B分别是本实用新型的第一实施例的显示装置在不同方向上的侧视示意图。图2、图3及图5分别是图1A的显示装置的部分构件的俯视示意图。图4是图1A的显示装置的部分构件的另一变形实施例的俯视示意图。图6A是本实用新型的第一实施例的显示装置操作在分享模式下不同光源的出光亮度对视角的分布示意图。图6B是本实用新型的第一实施例的显示装置操作在分享模式下的总亮度对视角的分布示意图。图7是本实用新型的第一实施例的显示装置操作在分享模式和防窥模式下的归一化亮度对视角的分布曲线图。
请参照图1A及图1B，显示装置10包括重叠设置的背光模块100和显示面板200。背光模块100包括重叠设置的第一导光板110和第二导光板120，其中第一导光板110位于显示面板200与第二导光板120之间。第一导光板110具有第一入光面110is1以及连接第一入光面110is1且彼此相对的第一出光面110es和第一底面110bs。显示面板200设置在第一导光板110的第一出光面110es的一侧，并且重叠于此第一出光面110es。第二导光板120设置在第一导光板110的第一底面110bs的一侧。显示面板200例如是液晶显示面板、或其他非自发光型显示面板。
另一方面，第二导光板120具有第二入光面120is以及连接第二入光面120is且彼此相对的第二出光面120es和第二底面120bs。第二导光板120的第二出光面120es朝向第一导光板110的第一底面110bs。显示面板200重叠于此第二出光面120es。特别注意的是，在本实施例中，第一导光板110还可具有连接第一出光面110es和第一底面110bs并且与第一入光面110is1相对设置的第三入光面110is2，但不局限于此。
第一导光板110的第一入光面110is1的一侧设有第一光源LS1。第二导光板120的第二入光面120is的一侧设有第二光源LS3。第一导光板110的第三入光面110is2的一侧设有第三光源LS2。举例来说，第一导光板110的第一入光面110is1和第三入光面110is2可分别垂直于第二导光板120的第二入光面120is(如图2所示)，但不局限于此。第一光源LS1、第三光源LS2和第二光源LS3例如是多个发光元件(例如是发光二极体)和电路板所组成的灯条或冷阴极管，但不局限于此。为了增加光能利用率，第二导光板120的第二底面120bs的一侧还可设有反射片160，此反射片160例如是银反射片、白反射片、或其他合适的反射片。
进一步而言，背光模块100还包括视角控制片130、第一棱镜片140和扩散片170。视角控制片130设置在第一导光板110和第二导光板120之间。第一棱镜片140设置在第一导光板110与视角控制片130之间。扩散片170设置在第一导光板110的第一出光面110es的一侧，且位于第一导光板110与显示面板200之间。视角控制片130例如是3M的百叶窗膜(Louverfilm)、Toray的PICASUS VT、或偏光式视角控制元件。在本实施例中，视角控制片130可定义出显示装置10的视角控制方向VD，而此视角控制方向VD例如是平行于图1A的方向X。举例来说，视角控制片130可设有多个遮光壁135，而这些遮光壁135沿着方向X间隔排列并且延伸于方向Y上，其中遮光壁135用以至少部分反射或吸收光线，而相邻两遮光壁135之间可供光线通过。
第一棱镜片140具有第一基板141与多个第一棱镜结构142。这些第一棱镜结构142沿方向Y排列于第一基板141朝向第一导光板110的一侧表面上，且在方向X上延伸。在本实施例中，第一棱镜结构142在第一导光板110的第一底面110bs上的正投影的延伸方向与第一导光板110的第一入光面110is1(或第三入光面110is2)之间的夹角A1可以是90度(如图3所示)。然而，本发明不局限于此。在其他未绘示的实施例中，此夹角A1也可以是大于等于60度且小于等于120度的范围内非90度的任一角度。
在本实施例中，第一光源LS1和第三光源LS2用于朝向第一导光板110分别发出光线，其中部分光线LB1和光线LB2经由第一导光板110的横向传递后从第一出光面110es出射第一导光板110并传递至显示面板200。由于另一部分的光线(例如光线LB1”)在第一导光板110内的横向传递过程中会经由第一导光板110的第一底面110bs出射并传递至视角控制片130，而被视角控制片130的遮光壁135反射或吸收，造成光能的损失或形成杂散光。透过上述第一棱镜片140的设置，能将这类非预期出射的光线(例如光线LB1”)反射回第一导光板110，进而增加光源的光能利用率。
除此之外，第二光源LS3发出的光线LB3在经由第二导光板120的横向传递并出射后，其光路径在通过第一棱镜片140后会往正视方向(例如方向Z)偏折。换句话说，第一棱镜片140的设置还能用来增加光线LB3自第二导光板120出射后的集光性，以提升显示装置10的正向辉度。
背光模块100还可选择性地包括第二棱镜片150，设置在视角控制片130和第二导光板120之间。相似于第一棱镜片140，第二棱镜片150具有第二基板151和多个第二棱镜结构152。这些第二棱镜结构152沿方向Y排列于第二基板151朝向第一导光板110的一侧表面上，且在方向X上延伸。亦即，第二棱镜结构152在第一基板141上的正投影的延伸方向大致上平行第一棱镜结构142在第一基板141上的正投影的延伸方向。简单来说，第二棱镜片150的第二棱镜结构152的延伸方向大致上平行于第一棱镜片140的第一棱镜结构142的延伸方向。然而，本发明不限于此。在另一实施例中，第二棱镜片150A的第二棱镜结构152A的延伸方向与第一棱镜片140的第一棱镜结构142的延伸方向之间的夹角A2也可大于0度且小于等于30度(如图4所示)。
经由第一棱镜结构142和第二棱镜结构152的两次折射后的部分的光线LB3可以更贴近正视方向的光路径传递至第一导光板110。除了能降低光线LB3在出射第二导光板120后被视角控制片130吸收的比例外(即增加第二光源LS3的光能利用率)，还能更进一步增加第二导光板120的出光集中性。
在本实施例中，显示装置10用于操作在可视角度范围较大的分享模式或可视角度范围较小的防窥模式。特别注意的是，当显示装置10操作在防窥模式时，仅由第二光源LS3提供防窥显示所需的照明光线。当显示装置10操作在分享模式时，则是由第一光源LS1、第三光源LS2和第二光源LS3提供广视角显示所需的照明光线。
为了将第一光源LS1或第三光源LS2发出的光线路径往正视方向偏折，第一导光板110的第一底面110bs上还可设有多个第一光学微结构MS1。在本实施例中，第一光学微结构MS1具有朝向第一光源LS1的第一迎光面RS1以及朝向第三光源LS2的第三迎光面RS2，其中第一迎光面RS1用于将来自第一光源LS1且在第一导光板110内传递的光线LB1反射，使其能以较正向的光路径出射第一导光板110，而第三迎光面RS2则用于将来自第三光源LS2且在第一导光板110内传递的光线LB2反射，使其能以较正向的光路径出射第一导光板110(如图1A所示)。
相似地，为了将第二光源LS3发出的光线路径往正视方向偏折，第二导光板120的第二底面120bs上还可设有多个第二光学微结构MS2。在本实施例中，第二光学微结构MS2具有朝向第二光源LS3的第二迎光面RS3，且此第二迎光面RS3用于将来自第二光源LS3且在第二导光板120内传递的光线LB3反射，使其能以较正向的光路径出射第二导光板120(如图1B所示)。
第一光学微结构MS1的第一迎光面RS1与第一底面110bs之间的第一夹角θ1和第三迎光面RS2与第三底面110bs之间的第三夹角θ2可选择性地相同，其中第一夹角θ1和第三夹角θ2都大于等于3度且小于等于60度。另一方面，第二光学微结构MS2的第二迎光面RS3与第二底面120bs之间的第二夹角θ3大于等于3度且小于等于18度。
举例来说，在本实施例中，第一夹角θ1和第三夹角θ2可大于等于3度且小于等于30度。据此，来自第一光源LS1的光线LB1在经由上述第一光学微结构MS1的第一迎光面RS1的反射后形成偏右侧视角范围的光能分布(如图6A的曲线C1a所示)，来自第三光源LS2的光线LB2在经由上述第一光学微结构MS1的第三迎光面RS2的反射后形成偏左侧视角范围的光能分布(如图6A的曲线C2a所示)，而来自第二光源LS3的光线LB3在经由上述第二光学微结构MS2的第二迎光面RS3的反射后形成在正视角范围的光能分布(如图6A的曲线C3a所示)。
另一方面，为了增加第一导光板110沿着方向Y的集光性，第一导光板110的出光面110es上还可设置多个第一柱状结构115。这些第一柱状结构115沿方向Y排列，并且在方向X上延伸。更具体地，第一柱状结构115的延伸方向可垂直于第一导光板110的第一入光面110is1和第三入光面110is2(如图2所示)。第一柱状结构115沿着第一出光面110es的法线方向(例如方向Z)具有高度h1，并沿着与第一柱状结构115的延伸方向垂直且平行于第一出光面110es的方向(例如方向Y)具有宽度w1。较佳地，第一柱状结构115的高度h1与宽度w1的比值大于等于0.1。
相似地，为了增加第二导光板120沿着方向X的集光性，第二导光板120的第二出光面120es上还可设置多个第二柱状结构125。这些第二柱状结构125沿着方向X排列，并且在方向Y上延伸。更具体地，第二柱状结构125的延伸方向可垂直于第二导光板120的第二入光面120is(如图2所示)。第二柱状结构125沿着第二出光面120es的法线方向(例如方向Z)具有高度h2，并沿着与第二柱状结构125的延伸方向垂直且平行于第二出光面120es的方向(例如方向X)具有宽度w2。较佳地，第二柱状结构125的高度h2与宽度w2的比值大于等于0.1。
进一步而言，背光模块100设置在第一导光板110的第一出光面110es的一侧还可选择性地设有第三棱镜片180和电控式扩散膜190，其中第三棱镜片180位于电控式扩散膜190与第一导光板110之间，且扩散片170位于第一导光板110与电控式扩散膜190之间。第三棱镜片180具有第三基板181和多个第三棱镜结构182。这些第三棱镜结构182沿方向X排列于第三基板181背离第一导光板110的一侧表面上，且在方向Y上延伸。较佳地，第三棱镜结构182在第一导光板110的第一出光面110es上的正投影的延伸方向与第一导光板110的第一入光面110is1(或第三入光面110is2)之间的夹角是大于0度且小于等于30度。举例来说，在本实施例中，第三棱镜结构182在第一导光板110的第一出光面110es上的正投影的延伸方向可选择性地平行于第一导光板110的第一入光面110is1和第三入光面110is2(如图5所示)。
在本实施例中，电控式扩散膜190用于在散射态和透明态之间切换操作。举例来说，当显示装置10操作在分享模式时，可利用电控式扩散膜190的散射态来扩展光线LB1、光线LB2和光线LB3的视角分布范围，使这些来自不同光源的光线在出射第一导光板110后的整体光型分布更为均匀(如图6B所示)。相反地，当显示装置10操作在防窥模式时，利用电控式扩散膜190的透明态，使来自第二光源LS3的光线LB3在通过电控式扩散膜190后维持既有的光型分布。
电控式扩散膜190例如是聚合物分散液晶(polymer dispersed liquid crystal，PDLC)膜、聚合物网络液晶(polymer network liquid crystal，PNLC)膜、或者是液晶透镜(liquid crystal lens，LC Lens)。
如图7所示，当本实施例的显示装置10操作在分享模式时，利用三个光源同时出光并利用上述各膜层结构的配置关系，使这些光源的光能分布分散在不同的视角范围内，并透过电控式扩散膜190的散射态让整体的出光亮度分布更为均匀且可视角范围更广。当显示装置10操作在防窥模式时，仅第二光源LS3出光并利用上述各膜层结构的配置关系，使出光的光型集中在正视角范围内。
图8A是图1A的另一变形实施例的显示装置操作在分享模式下不同光源的出光亮度对视角的分布示意图。图8B是图1A的另一变形实施例的显示装置操作在分享模式下的总亮度对视角的分布示意图。不同于图6A的光能分布，当第一导光板110上的第一光学微结构MS1的第一迎光面RS1与第一底面110bs的第一夹角θ1和第三迎光面RS2与第一底面110bs的第三夹角θ2大于30度且小于等于60度时，来自第一光源LS1的光线LB1在出射第一导光板110后，其光能分布虽然仍偏右侧视角但会更靠近正视角(如图8A的曲线C1b所示)。相似地，来自第三光源LS2的光线LB2在出射第一导光板110后，其光能分布虽然仍偏左侧视角但会更靠近正视角(如图8A的曲线C2b所示)。也就是说，在该变形实施例中，第一光源LS1和第三光源LS2在第一导光板110的第一出光面110es的出光分布相较于图6A会更靠近第二光源LS3在第一导光板110的第一出光面110es的出光分布(如图8A的曲线C3b)。
图8B示出了上述这些光源的光线在经由电控式扩散膜190的散射后所形成的迭加光型。与图6B相较，在变形实施例中，显示装置在正视角范围可具有更高的亮度输出。
由于显示装置10的三个光源的出光分布的分散程度(如图6A及图8A所示)可透过导光板的光学微结构的调整来改变，使得扩散片170的选用可更为弹性。举例来说，扩散片170的雾度值范围为大于等于10％且小于等于95％。较佳地，扩散片170的雾度值范围为大于等于25％且小于等于75％。
以下将列举另一些实施例以详细说明本揭露，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。
图9A及图9B分别是本实用新型的第二实施例的背光模块在不同方向上的侧视示意图。请参照图9A及图9B，本实施例的背光模块100A与图1A及图1B的背光模块100的差异在于：背光模块100A未设有图1A的第三棱镜片180和第三光源LS2。
不同于图1的第一导光板110的第一光学微结构MS1具有对称设置的第一迎光面RS1和第三迎光面RS2，本实施例的第一导光板110A的第一光学微结构MS1-A具有朝向第一光源LS1的第一迎光面RS1以及较远离光源LS1的背光面BS，且第一迎光面RS1和背光面BS呈非对称设置。具体而言，第一光学微结构MS1-A的第一迎光面RS1与第一底面110bs之间的第一夹角θ1’不同于其背光面BS与第一底面110bs之间的第四夹角θ4。据此，可使背光模块100A满足非对称光型的照明需求。
图10A及图10B分别是本实用新型的第三实施例的背光模块在不同方向上的侧视示意图。请参照图10A及图10B，本实施例的背光模块100B与图1A及图1B的背光模块100的差异在于：背光模块100B可不设有图1A的第二棱镜片150和第三棱镜片180。
由于背光模块100B的组成构件所产生的作用都相似于图1A的背光模块100，因此，详细说明请参见前述实施例的相关段落。
图11A及图11B分别是本实用新型的第一实施例的显示装置在不同方向上的侧视示意图。图12是图11A的电控视角切换器的剖视示意图。图13是图11A的显示装置操作在不同防窥模式下的亮度对视角的分布示意图。请参照图11A至图12，本实施例的显示装置20与图1A的显示装置10的差异在于：本实施例的背光模块100C是以电控视角切换器195来取代图1A的背光模块100的电控式扩散膜190。
在本实施例中，电控视角切换器195可包括液晶层LCL、电极层EL1、电极层EL2、基板SUB1、基板SUB2、配向膜AL1、配向膜AL2、偏光片POL1以及偏光片POL2。液晶层LCL设置在基板SUB1与基板SUB2之间。电极层EL1设置在液晶层LCL与基板SUB1之间。电极层EL2设置在液晶层LCL与基板SUB2之间。配向层AL1设置在液晶层LCL与电极层EL1之间。配向层AL2设置在液晶层LCL与电极层EL2之间。偏光片POL1和偏光片POL2分别设置在基板SUB1和基板SUB2背离液晶层LCL的相对两侧。
特别说明的是，显示装置20的视角控制方向VD可由较靠近显示面板200的偏光片POL2的吸收轴轴向来定义。亦即，在本实施例中，偏光片POL2的吸收轴轴向是平行于方向X。
另一方面，配向膜是用以排列液晶层LCL的多个液晶分子(未绘示)，使其光轴定向于预设的方向。在本实施例中，两配向膜AL1、AL2的配向方向可彼此相交，例如两配向方向之间的夹角可介于90度至270度的范围，且液晶层LCL可包括扭转向列型液晶(TwistedNematic Liquid Crystal，TN-LC)。也就是说，本实施例的电控视角切换器195可包含扭转向列型液晶盒(TN-LC cell)或超扭转向列型液晶盒(super twisted nematic liquidcrystal cell，STN-LC cell)。然而，本发明不限于此，根据其他实施例，电控视角切换器的液晶盒的操作模式也可以是电控双折射(electrically controlled birefringence，ECB)模式、光学补偿弯曲(optically compensated bend，OCB)模式、横向电场切换(in-planeswitching，IPS)模式、或垂直配向(vertical alignment/multi domain verticalalignment，VA/MVA)模式。
进一步而言，当电极层EL1与电极层EL2被致能而使这两电极层之间具有一电位差，此电位差可在这两电极层之间形成电场以驱使液晶层LCL的液晶分子转动以改变其整体的相位延迟量(phase retardation)，藉以改变光线通过液晶层LCL的偏振状态。在本实施例中，电极层EL1与电极层EL2例如是光穿透式电极，而光穿透式电极的材质包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、或其它合适的氧化物、极薄的金属、镂空的金属层(metal mesh or wird grid)、纳米碳管、纳米银线(Ag nano-wire)、石墨烯或者是上述至少两者之堆叠层。需说明的是，在本发明中，电控视角切换器的电极层可依不同的液晶盒的操作模式，而可为设置于液晶层相对两侧的至少两层电极层，或设置于液晶层一侧的至少一层电极层。
在本实施例中，透过电控视角切换器195的设置，可进一步让显示装置20具有不同程度的防窥效果。请同时参照图13，举例来说，当显示装置20进行防窥显示时(即第二光源LS3被致能出光)，若电控视角切换器195不作用，则显示装置20操作在第一防窥模式，且具有第一可视角度范围；若电控视角切换器195起作用，则显示装置20操作在第二防窥模式，且具有第二可视角度范围，其中第二可视角度范围小于第一可视角度范围。
综上所述，在本实用新型的一实施例的背光模块及显示装置中，彼此重叠设置的第一导光板和第二导光板之间设有第一棱镜片。当显示装置操作在分享模式时，第一棱镜片能够将自第一导光板的第一底面出射的部分光线反射回第一导光板，以增加第一光源的光能利用率。当显示装置操作在防窥模式时，第一棱镜片还能增加来自第二导光板的光线的集光性，以提升显示装置的正向辉度。此外，将视角控制片设置在这两个导光板之间，可有效降低显示装置操作在分享模式时，其第一光源发出的光线被视角控制片吸收的风险，有助于提升背光模块的光能利用率。
惟以上所述者，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施之范围，即凡依本实用新型权利要求书及本实用新型内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本实用新型专利涵盖之范围内。另外本实用新型的任一实施例或权利要求不须达成本实用新型所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要和标题(实用新型名称)仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本实用新型之权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
附图标记说明：
10、20：显示装置
100、100A、100B、100C：背光模块
110、110A：第一导光板
120：第二导光板
110bs：第一底面
120bs：第二底面
110es：第一出光面
120es：第二出光面
110is1：第一入光面
110is2：第三入光面
120is：第二入光面
115：第一柱状结构
125：第二柱状结构
130：视角控制片
135：遮光壁
140：第一棱镜片
150、150A：第二棱镜片
180：第三棱镜片
141：第一基板
151：第二基板
181：第三基板
142：第一棱镜结构
152、152A：第二棱镜结构
182：第三棱镜结构
160：反射片
170：扩散片
190：电控式扩散膜
195：电控视角切换器
200：显示面板
A1、A2：夹角
AL1、AL2：配向层
BS：背光面
EL1、EL2：电极层
h1、h2：高度
LB1、LB1”、LB2、LB3：光线
LCL：液晶层
LS1：第一光源
LS2：第三光源
LS3：第二光源
MS1、MS1-A：第一光学微结构
MS2：第二光学微结构
POL1、POL2：偏光片
RS1：第一迎光面
RS2：第三迎光面
RS3：第二迎光面
SUB1、SUB2：基板
VD：视角控制方向
w1、w2：宽度
X、Y、Z：方向
θ1、θ1’：第一夹角
θ2：第三夹角
θ3：第二夹角
θ4：第四夹角。

Claims (19)

1.一种背光模块，其特征在于，所述背光模块包括第一导光板、第一光源、扩散片、第二导光板、第二光源、视角控制片以及第一棱镜片，其中：
所述第一导光板具有第一入光面以及连接所述第一入光面且彼此相对的第一底面与第一出光面；
所述第一光源设置在所述第一导光板的所述第一入光面的一侧；
所述扩散片设置在所述第一导光板的所述第一出光面的一侧；
所述第二导光板设置在所述第一导光板的所述第一底面的一侧，所述第二导光板具有第二入光面以及连接所述第二入光面且彼此相对的第二底面与第二出光面，所述第二出光面朝向所述第一底面；
所述第二光源设置在所述第二导光板的所述第二入光面的一侧；
所述视角控制片设置在所述第一导光板与所述第二导光板之间；以及
所述第一棱镜片设置在所述视角控制片与所述第一导光板之间。
2.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，还包括：
电控式扩散膜，其设置在所述第一导光板的所述第一出光面的一侧，且用于在散射态和透明态之间切换操作。
3.根据权利要求2所述的背光模块，其特征在于，所述扩散片位于所述第一导光板与所述电控式扩散膜之间。
4.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述扩散片的雾度值范围为大于等于10％且小于等于95％。
5.根据权利要求4所述的背光模块，其特征在于，所述扩散片的雾度值范围为大于等于25％且小于等于75％。
6.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述第一入光面垂直于所述第二入光面。
7.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述第一棱镜片具有第一基板以及设置在所述第一基板上的多个第一棱镜结构，各所述多个第一棱镜结构在所述第一底面上的正投影的延伸方向与所述第一入光面的夹角大于等于60度且小于等于120度。
8.根据权利要求7所述的背光模块，其特征在于，还包括：
第二棱镜片，其设置在所述视角控制片与所述第二导光板之间，所述第二棱镜片具有第二基板以及设置在所述第二基板上的多个第二棱镜结构，且各所述多个第二棱镜结构在所述第一基板上的正投影的延伸方向与各所述多个第一棱镜结构在所述第一基板上的正投影的延伸方向之间的夹角小于等于30度。
9.根据权利要求8所述的背光模块，其特征在于，还包括：
第三棱镜片，其设置在所述第一导光板的所述第一出光面的一侧，所述第三棱镜片具有第三基板以及设置在所述第三基板上的多个第三棱镜结构，各所述多个第三棱镜结构在所述第一出光面上的正投影的延伸方向与所述第一入光面的夹角小于等于30度。
10.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述第一导光板还具有设置于所述第一底面的多个第一光学微结构，各所述多个第一光学微结构具有朝向所述第一光源的第一迎光面，所述第一迎光面与所述第一底面之间的第一夹角大于等于3度且小于等于60度，所述第二导光板还具有设置于所述第二底面的多个第二光学微结构，各所述多个第二光学微结构具有朝向所述第二光源的第二迎光面，所述第二迎光面与所述第二底面之间的第二夹角大于等于3度且小于等于18度。
11.根据权利要求10所述的背光模块，其特征在于，还包括：
第三光源，其设置在所述第一导光板的第三入光面的一侧，所述第三入光面连接所述第一出光面与所述第一底面，并且与所述第一入光面相对设置，其中各所述多个第一光学微结构还具有朝向所述第三光源的第三迎光面，所述第三迎光面与所述第一底面之间的第三夹角大于等于3度且小于等于60度。
12.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述第一导光板还具有设置在所述第一出光面的多个第一柱状结构，各所述多个第一柱状结构的延伸方向垂直于所述第一入光面。
13.根据权利要求12所述的背光模块，其特征在于，各所述多个第一柱状结构沿着所述第一出光面的法线方向具有高度，而沿着与各所述多个第一柱状结构的延伸方向垂直且平行于所述第一出光面的方向具有宽度，各所述多个第一柱状结构的所述高度与所述宽度的比值大于等于0.1。
14.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述第二导光板还具有设置在所述第二出光面的多个第二柱状结构，各所述多个第二柱状结构的延伸方向垂直于所述第二入光面。
15.根据权利要求14所述的背光模块，其特征在于，各所述多个第二柱状结构沿着所述第二出光面的法线方向具有高度，而沿着与各所述多个第二柱状结构的延伸方向垂直且平行于所述第二出光面的方向具有宽度，各所述多个第二柱状结构的所述高度与所述宽度的比值大于等于0.1。
16.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，还包括：
电控视角切换器，其设置在所述第一导光板的所述第一出光面的一侧，且包括液晶层以及设置于所述液晶层相对两侧的至少两层电极层或设置于所述液晶层一侧的至少一层电极层。
17.一种显示装置，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：
所述背光模块包括第一导光板、第一光源、扩散片、第二导光板、第二光源、视角控制片以及第一棱镜片，其中：
所述第一导光板具有第一入光面以及连接所述第一入光面且彼此相对的第一底面与第一出光面；
所述第一光源设置在所述第一导光板的所述第一入光面的一侧；
所述扩散片设置在所述第一导光板的所述第一出光面的一侧；
所述第二导光板设置在所述第一导光板的所述第一底面的一侧，所述第二导光板具有第二入光面以及连接所述第二入光面且彼此相对的第二底面与第二出光面，所述第二出光面朝向所述第一底面；
所述第二光源设置在所述第二导光板的所述第二入光面的一侧；
所述视角控制片设置在所述第一导光板与所述第二导光板之间；以及
所述第一棱镜片设置在所述视角控制片与所述第一导光板之间；以及
所述显示面板设置在所述第一导光板的所述第一出光面的一侧，并且重叠于所述第一出光面和所述第二出光面。
18.根据权利要求17所述的显示装置，其特征在于，所述背光模块还包括：
电控式扩散膜，其设置在所述第一导光板与所述显示面板之间，且用于在散射态和透明态之间切换操作。
19.根据权利要求17所述的显示装置，其特征在于，所述背光模块还包括：
电控视角切换器，其设置在所述第一导光板与所述显示面板之间，且包括液晶层以及设置于所述液晶层相对两侧的至少两层电极层或设置于所述液晶层一侧的至少一层电极层。
CN202220521242.5U 2022-03-11 2022-03-11 背光模块及显示装置 Active CN216848405U (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202220521242.5U CN216848405U (zh) 2022-03-11 2022-03-11 背光模块及显示装置
US18/179,384 US20230288753A1 (en) 2022-03-11 2023-03-07 Backlight module and display apparatus
EP23161200.3A EP4242514A1 (en) 2022-03-11 2023-03-10 Backlight module and display apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202220521242.5U CN216848405U (zh) 2022-03-11 2022-03-11 背光模块及显示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN216848405U true CN216848405U (zh) 2022-06-28

Family

ID=82093637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202220521242.5U Active CN216848405U (zh) 2022-03-11 2022-03-11 背光模块及显示装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230288753A1 (zh)
EP (1) EP4242514A1 (zh)
CN (1) CN216848405U (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI830253B (zh) * 2022-06-15 2024-01-21 誠屏科技股份有限公司 防窺顯示裝置及防窺方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080077338A (ko) * 2007-02-19 2008-08-22 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 백라이트 장치 및 투과형 표시 장치
TWI573123B (zh) * 2015-11-27 2017-03-01 揚昇照明股份有限公司 背光模組及其驅動方法以及具有此背光模組的顯示裝置
CN211236517U (zh) * 2019-12-24 2020-08-11 中强光电股份有限公司 背光模块及显示装置
TWI725727B (zh) * 2020-02-05 2021-04-21 瑞儀光電股份有限公司 背光模組以及顯示器之視角調整方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4242514A1 (en) 2023-09-13
US20230288753A1 (en) 2023-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10802306B2 (en) Viewing angle switchable device and viewing angle switchable display module
US10725228B2 (en) Electronic device display with switchable film structures
US11526038B2 (en) Display device, viewing angle limiting device and manufacturing method thereof
WO2016195786A1 (en) Electronic device display with switchable film structures
US11150399B2 (en) Backlight module and display apparatus
US11796843B2 (en) Viewing angle control device and display apparatus
CN214474315U (zh) 视角切换模块及显示装置
US11586068B2 (en) Display apparatus
JP2008090173A (ja) 表示装置
US8253888B2 (en) Liquid crystal display device
JP6689745B2 (ja) 表示装置
CN212112044U (zh) 电控视角切换器及显示设备
CN216848405U (zh) 背光模块及显示装置
JP2009059498A (ja) 照明装置および液晶表示装置
JP5114853B2 (ja) 表示装置
TWM628809U (zh) 背光模組及顯示裝置
KR101172664B1 (ko) 시야각 조절 용 필터패널을 구비한 표시장치
JP2007047206A (ja) 光学シート、電界制御型パネル、照明装置、液晶表示装置、および光学シートの製造方法
JP2017151260A (ja) 表示装置
JP4626633B2 (ja) 照明装置および液晶表示装置
US11714317B2 (en) Display apparatus
JP2007047205A (ja) 光学シート、電界制御型パネル、照明装置、液晶表示装置、および光学シートの製造方法
JP5018911B2 (ja) 照明装置および液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant