TWI384294B - 用於雙視顯示器之背光模組及應用該背光模組之液晶顯示裝置與車用雙視顯示器 - Google Patents

Description

用於雙視顯示器之背光模組及應用該背光模組之液晶顯示裝置與車用 雙視顯示器

本發明係關於車用雙視顯示器之背光模組。

習知的顯示器係用以於當複數位觀察者同時由多方向觀察畫面時，提供優質的影像。例如在機場、鐵路車站、競技場等所使用的顯示器，最好為由所有角度觀看，及於寬廣視角中具有高亮度的顯示器。

另一方面，亦有各個觀察者必須由相同顯示器觀看各個不同影像的情形。例如，在汽車中，若駕駛觀看汽車導航系統，而副駕駛座的乘坐者可欣賞電影等影像，則更為便利。為了滿足如上所述之需求，已開發出一種雙視顯示器(dual－view display)。雙視顯示器係可同時顯示2個不同的影像，且各影像僅藉由特定方向觀看。

第十圖係顯示雙視顯示器。雙視顯示器係藉由組合一開縫部(如障壁713)及一液晶面板以組成雙視顯示器，其中該液晶面板係由一左方向觀察用之像素與由右方向觀察用之像素所組成。

以車用液晶顯示裝置所使用的背光而言，於一專利文獻1(日本特開2005－44642號公報)中已提出一種背光單元的構造為：一透鏡片A係設置於一導光體上，而使該透鏡片A之稜鏡行設於一表面上，該表面與該導光體相連接，且該透鏡片之稜鏡行以與設有光源的導光體的長邊端面呈正交的方式配置，而該透鏡片B係設置於該透鏡片A上，且該透鏡片B之稜鏡行亦設於一表面上，該表面之相反面與透鏡片A相連接，而該透鏡片B 的稜鏡行與透鏡片A的稜鏡行呈正交。該背光的亮度指向特性係如第十一圖的A曲線所示，由正面跨及左右35°具有大致均一的亮度指向性。亦即藉由一畫面所構成的液晶顯示器予以顯示同一影像，以供駕駛座、副駕駛座及後座觀看。

與上述相比，用於雙視顯示器的背光單元係藉由一畫面所構成的液晶顯示器予以顯示二個不同影像，以分別供駕駛座、副駕駛座觀看。由以上可知，於專利文獻1之背光中，當由正面觀看時的亮度會形成峰值，在左右方向則會稍微減低亮度，並不適於雙視顯示器。以雙視顯示器而言，當由正面方向觀看時，則抑制正面方向的亮度，而難以看到左影像及右影像相重疊。此外，上下方向的亮度指向性較窄，亦必須減少於夜間行駛時妨礙駕駛人視線之前車窗玻璃的反射光。

此外，於專利文獻2(國際公開2005/071474號冊)中係提出用於雙視或多視(multi－view)顯示器的背光。在專利文獻2的第六c圖中係顯示一對稜鏡片配置在稜鏡形狀彼此相向的方向的構造，若為如上所示之構造，由於稜鏡片之稜鏡頂點彼此相接，因此會有容易損傷的缺點。此外，由於使局部予以準直(collimate)的光入射至稜鏡片，因此導光板必須形成出射該準直(collimate)的光之構造。

本發明之目的在於提供一種高品質且難以造成損傷之背光結構，如用於雙視顯示器之光源，係由左右兩 方向觀看時的亮度會形成峰值(peak)，抑制正面方向的亮度，而且上下方向的亮度指向性亦窄的背光構造，而且由正面方向觀看時，難以看到左影像與右影像相重疊，且於夜間行駛時妨礙駕駛視線之前車窗玻璃的反射光亦較少。

本發明係在第十圖所示之雙視顯示器的構造中，將構成背光的一對稜鏡片中位於擴散片側的稜鏡頂角形成較以往頂角之角度為小之銳角，而達成上述目的。亦即，如上述專利文獻1所示之習知的背光之擴散片側的稜鏡片的稜鏡頂角為155°~172°，與上述相比，於本發明中則形成為80°~95°，藉此簡單達成上述目的。

本發明之構成係如下所示。

(1)一種用於雙視顯示器之背光模組，包含：一光源；一導光板，其係使前述光源之入射光線均一導光且擴散；一擴散片，其係配置於前述導光板及液晶面板間；一對稜鏡片，其係配置於前述擴散片及液晶面板間；及一反射片，其特徵為：前述一對稜鏡片中位於前述擴散片側之一稜鏡片的稜鏡形成的面係面向前述擴散片，且其稜鏡軸(稜鏡之稜線)係相對於液晶畫面以上下方向平行配置；前述一對稜鏡片中位於前述液晶面板側之另一稜鏡片的稜鏡形成的面係面向前述液晶面板，且其稜鏡軸(稜鏡之稜線)係相對於液晶畫面以左右方向一致而配置；前述擴散片側之稜鏡片之稜鏡頂角為80°~95°；前述液晶面板側之稜鏡片之稜鏡頂角為70°~110°。

(2)如上述(1)所述之用於雙視顯示器之背光模組，其中前述擴散片側之稜鏡片之稜鏡頂角為89°~ 90°。

(3)如上述(1)所述之用於雙視顯示器之背光模組，其中前述液晶面板側之稜鏡片之稜鏡頂角為80°~100°。

(4)如上述(1)所述之用於雙視顯示器之背光模組，其中前述一對稜鏡片相鄰接之面之一側或兩側為粗面加工。

(5)如上述(4)所述之用於雙視顯示器之背光模組，其中前述一對稜鏡片相鄰接之面中，配置於離前述導光板較近之稜鏡片為粗面加工。

(6)如上述(1)所述之用於雙視顯示器之背光模組，其中前述一對稜鏡片，各稜鏡軸(稜鏡之稜線)相互正交，且配置於使其相對於偏光板的透過軸或非吸收型偏光板的透過軸呈±30°~±45°迴轉之位置。

(7)一種液晶顯示裝置，其係具有上述(1)至(6)任一項所述之用於雙視顯示器之背光模組。

(8)一種車載用雙視顯示器，其係使用上述(7)所述之液晶顯示裝置。

一面參照第一圖，一面說明本發明之背光構造。本發明之背光模組係配置在雙視液晶面板的背後。如第一圖所示，本發明之背光模組係由LED等所構成的光源11、導光板12、擴散片13、第1稜鏡片14、第2稜鏡片15、反射片16所構成。

第1稜鏡片14係將稜鏡所形成之面面向擴散片13，且其稜鏡軸(稜鏡之稜線)係相對於液晶畫面以上下方向平行配置。第2稜鏡片15係配置在稜鏡片14之上，稜鏡所形成的面係面向LCD側，且其稜鏡軸(稜鏡 之稜線)係配置成與第1稜鏡片14的稜鏡軸呈正交。

稜鏡片一般而言係等邊三角形，以代表性而言，其頂角具有90°，但是在本發明中，係使用具有如上所述予以特定的頂角的一對稜鏡片。如上所示之稜鏡片係可使用選自一般市面販賣者(例如住友3M公司製BEF系、三菱麗陽公司製DIAART等)。

在第一圖所示之構造配置中，對於第1稜鏡片14及第2稜鏡片15的頂角均為90°時之亮度變化相對於視角變化進行測定的結果顯示於第二圖。如第二圖所見可知，不同於前述專利文獻1的情形，藉由形成為如上所述的構造配置，可獲得來自左右方向的亮度成為峰值的亮度指向特性。

根據本發明的背光模組，由於在左右方向中獲得聚光特性及較高的亮度，因此可提供一種適於裝載於車輛之汽車導航系統等之液晶顯示裝置所使用的雙視顯示器的背光模組。

接著，根據圖示詳細說明本發明之更佳實施型態，但本發明並非限定於此。

首先，針對一對稜鏡片之稜鏡頂角的水平亮度指向性造成的影響進行模擬(simulation)。無須改變第一圖所示之構造配置，此外，第2稜鏡片15的頂角亦固定為90°，當使第1稜鏡片14的頂角由75°變化至100°時之亮度指向特性的模擬結果顯示於第四圖及第五圖。第四圖係顯示使稜鏡頂角在75°~100°之間，以5°間隔產生變化時的亮度指向特性，第五圖係顯示使稜鏡 頂角在85°~95°之間，以1°間隔產生變化時的亮度指向特性。由第四圖及第五圖可知，當第1稜鏡片14的頂角為80°~95°，最好為89°~90°時，可獲得高亮度、高聚光性。

同樣地，無須改變第一圖所示之構造配置，此外，第1稜鏡片14的頂角亦固定為90°，當使第2稜鏡片15的頂角由60°變化至120°時之亮度指向特性的模擬結果顯示於第三圖。此外，將第三圖中連結90°方向與270°方向之剖面中的亮度分布顯示於第六圖。由第三圖及第六圖可知，當第2稜鏡片15的頂角為70°~110°，最好為80°~100°時，可獲得高亮度、高聚光性。

在本發明中，為了防止第1稜鏡片14及第2稜鏡片15的光學性密接，提出將稜鏡片之未形成有稜鏡的面進行粗面加工。此時就對於稜鏡片之粗面加工之亮度指向特性所造成的影響進行測定。

第八圖係顯示在第一圖所示構造中，第1稜鏡片14及第2稜鏡片15的稜鏡頂角均設為90°且將各個未形成有稜鏡的面進行粗面加工的情形及未進行粗面加工的情形的亮度指向特性的測定結果。與僅對第2稜鏡片15進行粗面加工或者同時對第1稜鏡片14及第2稜鏡片15之二者進行粗面加工的情形相比較可知，藉由僅對第1稜鏡片14進行粗面加工，可獲得高亮度、高聚光性。其中，在對第1與第2稜鏡片14、15之二者均不進行粗面加工的情形下，亮度雖然會變得最高，但是會發生光學性密接，而使空氣層消失，故較不理想。

在使用本發明之背光的顯示器中，當使用非吸收型偏光板(例如，由3M公司所販賣的DBEF、由日東電 工所販賣的APCF等)時，有時亮度指向分布相對於偏光板的透過軸或非吸收型偏光板的透過軸，會有順時針或逆時針偏移的情形。

因此，如第九圖所示，對於各稜鏡軸(稜鏡之稜線)彼此呈正交的情況下，使前述一對稜鏡片相對於偏光板的透過軸或非吸收型偏光板的透過軸迴轉時對於亮度指向特性所造成的影響進行模擬。將所得結果顯示於第七圖，由第七圖可知，藉由配置於使其相對於偏光板的透過軸或非吸收型偏光板的透過軸呈±30°~±45°迴轉之位置，可獲得所希望的亮度指向分布。

本發明之背光模組由於如上所述可在左右方向獲得聚光特性及較高的亮度，因此尤其可有效適用於裝載在車輛之汽車導航(電視)裝置的雙視顯示器。

11‧‧‧光源(LED等)

12‧‧‧導光板

13‧‧‧擴散片

14‧‧‧第1稜鏡片

15‧‧‧第2稜鏡片

16‧‧‧反射片

70‧‧‧反射片

72‧‧‧導光板

74‧‧‧擴散片

76‧‧‧第1稜鏡片

78‧‧‧第2稜鏡片

711‧‧‧偏光板

712‧‧‧障壁玻璃基板

713‧‧‧障壁

714‧‧‧玻璃基板

715‧‧‧彩色濾光片

716‧‧‧液晶

717‧‧‧玻璃基板

718‧‧‧偏光板

第一圖係以模式顯示本發明之背光模組的構造配置圖。

第二圖係顯示本發明之背光模組的亮度指向特性。

第三圖係以3次元顯示對於第2稜鏡片之稜鏡角的亮度指向特性所造成的影響。

第四圖係顯示對於第1稜鏡片之稜鏡角的亮度指向特性所造成的影響。

第五圖係顯示對於第1稜鏡片之稜鏡角的亮度指向特性所造成的影響。

第六圖係顯示對於第2稜鏡片之稜鏡角的亮度指向特性所造成的影響。

第七圖係以3次元顯示當使一對稜鏡片對於偏光板 之透過軸或非吸收型偏光板之透過軸迴轉時對於亮度指向特性的影響。

第八圖係顯示對於稜鏡片之粗面加工之亮度指向特性所造成的影響。

第九圖係顯示一對稜鏡片與偏光板之透過軸或非吸收型偏光板的位置關係。

第十圖係顯示雙視顯示器的構造。

第十一圖係顯示習知雙視顯示器的亮度指向特性。

11‧‧‧光源(LED等)

14‧‧‧第1稜鏡片

12‧‧‧導光板

15‧‧‧第2稜鏡片

13‧‧‧擴散片

16‧‧‧反射片

Claims (7)

1. 一種用於雙視顯示器之背光模組，包含：一光源；一導光板，其係使前述光源之入射光線均一導光且擴散；一擴散片，其係配置於前述導光板及一液晶面板間；一對稜鏡片，其係配置於前述擴散片及液晶面板間；及一反射片，其特徵為：前述一對稜鏡片中位於前述擴散片側之一稜鏡片的稜鏡形成的面係面向前述擴散片，且其稜鏡軸(稜鏡之稜線)係相對於液晶畫面以上下方向平行配置；前述一對稜鏡片中位於前述液晶面板側之另一稜鏡片的稜鏡形成的面係面向前述液晶面板，且其稜鏡軸(稜鏡之稜線)係相對於液晶畫面以左右方向一致而配置；前述各稜鏡軸(稜鏡之稜線)相互正交，且配置於使其相對於偏光板的透過軸或非吸收型偏光板的透過軸呈±30°~±45°迴轉之位置；前述擴散片側之稜鏡片之稜鏡頂角為80°~95°；前述液晶面板側之稜鏡片之稜鏡頂角為80°~100°。
2. 如申請專利範圍第1項所述之用於雙視顯示器之背光模組，其中前述擴散片側之稜鏡片之稜鏡頂角為89°~90°。
3. 如申請專利範圍第1項所述之用於雙視顯示器之背光模組，其中前述一對稜鏡片相鄰接之面之一側或兩側為粗面加工。
4. 如申請專利範圍第3項所述之用於雙視顯示器之背光模組，其中前述一對稜鏡片相鄰接之面中，配置於離前述導光板較近之稜鏡片為粗面加工。
5. 如申請專利範圍第1項所述之用於雙視顯示器之背光模組，其中該偏光板為非吸收型，使亮度指向分布相對於非吸收型偏光板的透過軸，會有逆時針偏移，以獲得所需之亮度指向分布。
6. 一種液晶顯示裝置，其係具有申請專利範圍第1至5項任一項所述之用於雙視顯示器之背光模組。
7. 一種車用雙視顯示器，其係使用申請專利範圍第6項所述之液晶顯示裝置。