CN220455555U - 背光模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及背光模组及显示装置，背光模组包含：导光板，其具有入光面；发光机构，其位于入光面的一侧；第一棱镜片，其雾度值不为零，第一棱镜片位于导光板上方，并设有多个第一棱镜结构，第一棱镜结构为不对称结构；及第二棱镜片，其位于第一棱镜片的上方，并设有多个第二棱镜结构，第二棱镜结构为不对称结构。

Description

背光模组及显示装置

本申请要求享有于2023年6月8日提交的申请号为202321456966.7、发明名称为“背光模组及显示装置”的中国专利申请的优先权，在此通过引用将其全部内容结合于本申请中。

技术领域

本实用新型主要涉及一种背光模组，特别涉及一种能够有效地将光线集中以提高辉度的背光模组，以及应用该背光模组的显示装置。

背景技术

习知背光模组，利用不同光学膜片的搭配，可以形成不同的出光趋势，例如：整个光学面为均匀出光态样，或者将光线汇聚于光学面中的特定区域的集中出光态样。前述不同出光态样的背光模组可分别应用于不同场景的显示装置，例如：车用显示器。举例而言，设置在副驾驶座的车用显示器，通常要避免使其出光角度朝向正驾驶座方向，以避免干扰驾驶者，进而确保行车安全。

习知背光模组，在导光板的出光方向上具有两个棱镜片，并通过使该两个棱镜片的长条状棱镜结构互相交错设置，可以达到提升该习知背光模组的增亮效果。然而，当该两个棱镜片的棱镜结构均为对称结构，且该两个棱镜片的棱镜结构各自延伸方向的夹角为90°时，该习知背光模组较容易发出杂散光，进而降低整体出光效益。

有鉴于此，有必要提供一种背光模组，以解决上述的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种背光模组，其可以有效地将光线集中以提高辉度，进而提升整体出光效益。

本实用新型的次一目的在于提供一种显示装置，具有上述的背光模组，能符合高辉度的集中出光区域的应用型态。

为达成上述目的，本实用新型提供一种背光模组，包含：导光板，其具有相连接的入光面及出光面；发光机构，其位于该导光板的入光面的一侧；第一棱镜片，其雾度值不为零，该第一棱镜片位于该导光板的出光面上方，并具有相对设置的第一入光面及第一出光面，该第一入光面朝向该导光板的出光面，该第一出光面设有多个第一棱镜结构，该第一棱镜结构为不对称结构；及第二棱镜片，其位于该第一棱镜片的上方，并具有相对设置的第二入光面及第二出光面，该第二入光面朝向该第一棱镜片的第一出光面，该第二出光面设有多个第二棱镜结构，该第二棱镜结构为不对称结构。

在一些实施例中，该第一棱镜片的雾度值为10％至30％之间，且包含端点值。

在一些实施例中，该第二棱镜片的雾度值为20％以下，且包含端点值。

在一些实施例中，该第二棱镜片的雾度值为零。

在一些实施例中，该第一棱镜结构是由第一侧面及第二侧面所形成的条状结构，该第二棱镜结构是由第三侧面及第四侧面所形成的条状结构，该第一侧面与该第三侧面分别相较于该第二侧面与该第四侧面较靠近于该入光面，该第一侧面与该第一出光面具有第一夹角，该第二侧面与该第一出光面具有第二夹角，该第一夹角大于该第二夹角，该第三侧面与该第二出光面具有第三夹角，该第四侧面与该第二出光面具有第四夹角，该第三夹角大于该第四夹角。

在一些实施例中，该背光模组还包含扩散片，其位于该第二棱镜结构的上方。

本实用新型另提供一种显示装置，包含：前述背光模组；及显示面板，其位于该背光模组的上方。

本实用新型的背光模组及显示装置具有下列特点：利用具有不对称结构的第一棱镜片与第二棱镜片等至少两张非对称微结构的光学膜片堆叠，且通过在该第一棱镜片与该第二棱镜片各自的非对称微结构中，使坡度较陡的斜面朝向该入光面倾斜，而迎接下方导光板光线的斜面的坡度较缓，借此，以有效地将光线集中，达到提高背光模组辉度效益的功效。本实用新型的背光模组的光学面呈现特定集中出光的区域，有利于应用于如车用显示器等场景。进一步而言，本实用新型还可以通过搭配不同雾度值的光学膜片，在背光模组的光学面中取得较佳的出光均匀效果，例如，在该第一棱镜片的雾度值不为零时，将使本实用新型的背光模组可以实现有效遮瑕且改善色偏严重问题的效果。

附图说明

为了更完整地了解实施例及其优点，现在参照附图做出下列描述，其中：

图1为本实用新型的背光模组的侧视图；

图2为图1的光形模拟图；

图3为包含图1的出光角度与辉度的状态图；

图4为一种习知背光模组的光形仿真图；

图5为另一种习知背光模组的侧视图；

图6为图5的光形模拟图；

图7为本实用新型包含上述背光模组的显示装置的侧视图。

具体实施方式

现在配合附图对本实用新型实施例进行如下详细说明，附图主要为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此在附图中仅标示与本实用新型有关的组件，且所显示的组件并非以实施时的数目、形状、尺寸比例等加以绘制，其实际实施时的规格尺寸实为一种选择性的设计，且其组件布局形态有可能更为复杂。

以下各实施例的说明参考了附图，用以例示本实用新型可据以实施的特定实施例。本实用新型所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」等，仅参考了附图所示的方向。因此，使用的方向用语用以说明及理解本申请，而非用以限制本申请。另外，在说明书中，除非明确地描述为相反的，否则词语“包含”将被理解为意指包含组件，但是不排除任何其它组件。

请参照图1，为本实用新型背光模组较佳实施例的侧视图，包含：导光板1、发光机构2、第一棱镜片3及第二棱镜片4，导光板1、第一棱镜片3及第二棱镜片4分别依序叠设，发光机构2位于导光板1的一侧，第一棱镜片3的雾度值(Haze Value)不为零，且第一棱镜片3与第二棱镜片4各自的棱镜结构皆为不对称结构。

请参照图2，为本实用新型背光模组的光形仿真图，其可将来自导光板1的光线朝正上方偏折集中，尽可能使来自导光板1的光线往光学面的法线方向靠拢，并且从图3中可以看出，出光角度的范围落于-40度与+40度之间，因此，本实用新型的背光模组光学面的汇聚出光特性更为明显。

在本实用新型中，具有两张不对称微结构棱镜片(即，第一棱镜片3与第二棱镜片4)的背光模组，其辉度可大于习知背光模组的辉度；更佳的是达到习知背光模组的辉度约1.6倍，借此，本实用新型背光模组相较于前述习知背光模组，可以达到使光线集中，并提高背光模组辉度的功效。如此，将本实用新型背光模组应用于车用显示器时，可确保正驾驶座的视线不会受到副驾驶座前方的显示器画面干扰，确保行车安全。

本实用新型为具有两张不对称微结构棱镜片的背光模组，相较之下，习知背光模组为具有两张对称微结构棱镜片。由于，习知背光模组的单一张对称微结构棱镜片，可使入光角度产生较大角度地朝向正向方向偏折出光，因此，习知背光模组在使用两张对称微结构棱镜片集光后，反而使偏折出光的程度会增大，造成光线峰值偏离正向方向。请参照图4，习知具有两张对称微结构棱镜片的背光模组在Y轴约-6度产生光线峰值，而非0度的正向方向。再者，还会有局部光线散乱在+Y轴与-Y轴方向，导致无法有效地将光线集中于一处。因此，习知背光模组相较于本实用新型的背光模组而言，无法有效地将光线集中于一处。因此，习知背光模组应用于车用显示器时，副驾驶座前方的显示器光线将会朝向正驾驶座方向投射，使正驾驶的视线受到干扰，导致行车意外的风险增加。

请继续参照图1，在本实用新型的背光模组中，导光板1具有入光面11及出光面12，且入光面11与出光面12相连接。导光板1还具有与出光面12相对的底面13，且底面13与入光面11相连接。

发光机构2位于导光板1的入光面11的一侧，并用以朝导光板1的入光面11发出光线，例如但不限制地，发光机构2可以为发光二极管。

第一棱镜片3位于导光板1的出光面12上方，并具有相对设置的第一入光面31及第一出光面32，其中，第一入光面31朝向导光板1的出光面12，第一出光面32设有多个第一棱镜结构33，第一棱镜结构33为不对称结构。

第二棱镜片4位于第一棱镜片3的上方，并具有相对设置的第二入光面41及第二出光面42，其中，第二入光面41朝向第一棱镜片3的第一出光面32，第二出光面42设有多个第二棱镜结构43，第二棱镜结构43亦为不对称结构。

在本实施例中，第一棱镜片3的第一棱镜结构33是由第一侧面331及第二侧面332所形成的条状结构，而第二棱镜片4的第二棱镜结构43是由第三侧面431及第四侧面432所形成的条状结构。其中，第一侧面331与第三侧面431分别相较于第二侧面332与第四侧面432较靠近于发光机构2。再者，第一侧面331与第一出光面32具有第一夹角θ1，第二侧面332与第一出光面32具有一第二夹角θ2，第三侧面431与第二出光面42具有第三夹角θ3，第四侧面432与第二出光面42具有第四夹角θ4。

在本实用新型中，第一棱镜结构33与第二棱镜结构43皆为条状结构，且为朝向图面向内延伸的条状结构。另一方面，第一棱镜结构33的第一夹角θ1及第二棱镜结构43的非对称微结构的第三夹角θ3相对较靠近导光板1的入光面11，且第一夹角θ1大于第二夹角θ2，第三夹角θ3大于第四夹角θ4，因此，坡度较陡的第一侧面331与第三侧面431相对较靠近入光面11，而坡度较缓的第二侧面332与第四侧面432则相对较远离入光面11。

在本实用新型中，单一张非对称微结构的棱镜片，其坡度较陡的微结构侧面相对较靠近入光面，而迎接下方导光板1光线的斜面的坡度较缓，使得入光角度产生较小角度地朝向正向方向偏折出光。因此，当使用两张非对称微结构的棱镜片(即，第一棱镜片3及第二棱镜片4)时，由于坡度较陡的第一侧面331与第三侧面431相对较靠近入光面11，也就是说，第二侧面332与第四侧面432的缓坡，可使得入光角度产生较小角度地朝向正向方向偏折出光，因此，第一棱镜片3及第二棱镜片4分别朝向正向方向偏折的效果叠加后，而恰好使光线峰值集中于正向方向，达到有效集光的目的。再者，从图2中可以看出，光线集中于一处，如此，将本实用新型背光模组应用于车用显示器时，可确保正驾驶座的视线不会受到副驾驶座前方的显示器画面干扰，进而确保行车安全。

请参照图5，其为另一种习知背光模组的侧视图，其具有两张非对称微结构棱镜片，此非对称微结构倾斜方向与本实用新型的非对称微结构倾斜方向不同。详言之，习知背光模组包含下棱镜片91及上棱镜片92，其中，下棱镜片91具有第一夹角θ1’及第二夹角θ2’，第一夹角θ1’小于第二夹角θ2’。上棱镜片92具有第三夹角θ3’及第四夹角θ4’，第三夹角θ3’小于第四夹角θ4’。第一夹角θ1’与第三夹角θ3’皆相对较靠近入光面，因此，坡度较缓的第一侧面911及第三侧面921相对较靠近入光面，而坡度较陡的第二侧面912及第四侧面922则相对较远离入光面。

由于，习知背光模组坡度较缓的微结构侧面相对较靠近入光面，则迎接下方导光板光线的斜面的坡度较陡，使得习知背光模组的入光角度比前述具有对称微结构的背光模组的入光角度，以更大幅度地朝向正向方向偏折出光，导致在使用两张坡度较缓的微结构侧面相对较靠近入光面的非对称微结构的棱镜片时，其偏折角度过大而无法有效集光。再者，还可以从图6中看出，光线峰值分散而呈现两处较高峰值的出光面，习知背光模组相较于本实用新型的背光模组而言，无法有效地将光线集中于一处。因此，习知背光模组应用于车用显示器时，副驾驶座前方的显示器光线将会朝向正驾驶座方向投射，使正驾驶的视线受到干扰，导致行车意外的风险增加。

换句话说，上述习知背光模组，不论是采用具有对称微结构的两张棱镜片，或是采用坡度较缓的微结构侧面且相对较靠近入光面的非对称微结构的两张棱镜片，两者皆无法达到光线集中于一处的效果。因此，上述习知背光模组应用于车用显示器时，副驾驶座前方的显示器光线将会朝向正驾驶座投射，使正驾驶的视线受到干扰，导致行车意外的风险增加。

在本实施例中，第二棱镜片4的雾度值可以为零或不为零。在取得高辉度与出光均匀度之间的平衡考虑，在本实用新型中，第一棱镜片3或第二棱镜片4分别增加以下的雾度值条件。

举例而言，与具有两张对称微结构棱镜片的习知背光模组相比，在本实用新型中，雾度值为30％的第一棱镜片3的背光模组辉度表现约提升3％，且雾度值在30％以下时，则最多实现接近60％的提升，并随着雾度值愈低而提升愈多。但是，如果第一棱镜片3的雾度值以40％为例，其辉度提升效果已低于具有两张对称微结构棱镜片的习知背光模组的设计，反而降低6％，因此，较佳地，第一棱镜片3的雾度值为30％以下，且包含端点值。

再以色差改善效果来看，第一棱镜片3的雾度值则需设计为不为零，详如下述。当第一棱镜片3的雾度值为30％，且第二棱镜片4的雾度值为零时，本实用新型背光模组的色差可以被计算出为0.0067。然而，当第一棱镜片3的雾度值为零，且第二棱镜片4的雾度值为30％时，本实用新型背光模组的色差可以被计算出为0.0076，增加了约13％左右的色偏现象。因此，第一棱镜片3的雾度值不为零，就可以使背光模组实现有效遮瑕且改善色偏严重问题的效果。

较佳地，第二棱镜片4的雾度值还可以为20％以下，且包含端点值。若第二棱镜片4的雾度值超过20％，则将使背光模组的整体辉度下降。另一方面，当第二棱镜片4的雾度值为20％以下(不为零)，例如，第二棱镜片4的雾度值为20％，且第一棱镜片3的雾度值为10％，第二棱镜片4的雾度值大于第一棱镜片3的雾度值；或是第二棱镜片4的雾度值为10％，且第一棱镜片3的雾度值为20％，第二棱镜片4的雾度值小于第一棱镜片3的雾度值，本实用新型背光模组的色差都落在0.0073附近，仍属可接受的数值。

再者，当第一棱镜片3的雾度值为30％，且第二棱镜片4的雾度值为零时，本实用新型背光模组的色差可以被计算出为0.0067，其具有最小的颜色差异，意即，第二棱镜片4的雾度值为零，可以产生最佳的色差改善效果。值得注意的是，色差可利用CIE 1976LAB运算获得。本实施例中加上雾度值的作法，亦可选择以第一棱镜片3的入光面及第二棱镜片4的入光面处加上扩散粒子来达成，如此可辅助在光学面中取得较佳的出光均匀效果。

请参照图1，本实用新型背光模组还包含扩散片5，其位于第二棱镜片4的上方，意即，扩散片5为上扩散片。值得注意的是，为了达到背光模组薄型化需求时，本实用新型背光模组还可省略习知背光模组中的下扩散片。

详言之，习知背光模组中，当光线通过下扩散片后，反而会造成习知背光模组产生漫射，进而导致光线无法被有效地集中。因此，本实用新型背光模组还可进一步省略下扩散片，并借由互相形成不对称结构的第一棱镜片3及第二棱镜片4，使光线达到集中，以达到提高背光模组辉度的功效。

本实用新型背光模组，还可以具有反射片6，其位于导光板1的底面13的一侧。借此，由导光板1底面13所射出的光线，将可以通过反射片6反射传递回导光板1，具有提高发光机构2的光利用率的功效。

请参照图7，为本实用新型显示装置的局部剖视图，显示装置包含：前述背光模组；及显示面板7，其位于背光模组的上方。更进一步而言，显示面板7位于扩散片5的上方。

承上所述，本实用新型的背光模组及显示装置，利用具有不对称结构的第一棱镜片与第二棱镜片等至少两张非对称微结构的光学膜片堆叠，且通过在第一棱镜片与第二棱镜片各自的非对称微结构中，使坡度较陡的斜面朝向入光面倾斜，而迎接下方导光板光线的斜面的坡度较缓，借此，以有效地将光线集中，达到提高背光模组辉度效益的功效。本实用新型的背光模组的光学面呈现特定集中出光的区域，有利于应用于如车用显示器等场景。进一步而言，本实用新型还可以通过搭配不同雾度值的光学膜片，在背光模组的光学面中取得较佳的出光均匀效果，例如，在第一棱镜片的雾度值不为零时，将使本实用新型的背光模组可以实现有效遮瑕且改善色偏严重问题的效果。

上述揭示的实施形态仅例示性说明本实用新型的原理、特点及其功效，并非用以限制本实用新型的可实施范畴，任何本领域技术人员均可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施形态进行修饰与改变。任何运用本实用新型所揭示内容而完成的等效改变及修饰，均仍应为所附的权利要求书的范围所涵盖。

【附图标记列表】

(本实用新型)

1：导光板

11：入光面

12：出光面

13：底面

2：发光机构

3：第一棱镜片

31：第一入光面

32：第一出光面

33：第一棱镜结构

331：第一侧面

332：第二侧面

4：第二棱镜片

41：第二入光面

42：第二出光面

43：第二棱镜结构

431：第三侧面

432：第四侧面

5：扩散片

6：反射片

7：显示面板

θ1：第一夹角

θ2：第二夹角

θ3：第三夹角

θ4：第四夹角

(习知)

91：下棱镜片

911：第一侧面

912：第二侧面

92：上棱镜片

921：第三侧面

922：第四侧面

θ1’：第一夹角

θ2’：第二夹角

θ3’：第三夹角

θ4’：第四夹角。

Claims (8)

1.一种背光模组，其特征在于，包含：

导光板，其具有相连接的入光面及出光面；

发光机构，其位于所述导光板的入光面的一侧；

第一棱镜片，其雾度值不为零，所述第一棱镜片位于所述导光板的出光面上方，并具有相对设置的第一入光面及第一出光面，所述第一入光面朝向所述导光板的出光面，所述第一出光面设有多个第一棱镜结构，所述第一棱镜结构为不对称结构；及

第二棱镜片，其位于所述第一棱镜片的上方，并具有相对设置的第二入光面及第二出光面，所述第二入光面朝向所述第一棱镜片的第一出光面，所述第二出光面设有多个第二棱镜结构，所述第二棱镜结构为不对称结构。

2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述第一棱镜片的雾度值为10％至30％之间，且包含端点值。

3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述第二棱镜片的雾度值为20％以下，且包含端点值。

4.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于，所述第二棱镜片的雾度值为零。

5.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述第一棱镜结构是由第一侧面及第二侧面所形成的条状结构，所述第二棱镜结构是由第三侧面及第四侧面所形成的条状结构，所述第一侧面与所述第三侧面分别相较于所述第二侧面与所述第四侧面较靠近于所述入光面，所述第一侧面与所述第一出光面具有第一夹角，所述第二侧面与所述第一出光面具有第二夹角，所述第一夹角大于所述第二夹角，所述第三侧面与所述第二出光面具有第三夹角，所述第四侧面与所述第二出光面具有第四夹角，所述第三夹角大于所述第四夹角。

6.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包含扩散片，其位于所述第二棱镜结构的上方。

7.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述导光板还具有与所述出光面相对的底面，所述背光模组还包括反射片，其位于所述导光板的底面的一侧。

8.一种显示装置，其特征在于，包含：

根据权利要求1至7中任一项所述的背光模组；及

显示面板，其位于所述背光模组的上方。