CN102011981A - 可切换视角的显示器及其背光模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可切换视角的显示器及其背光模块。此显示器包含背光模块及显示面板。背光模块包含导光板、第一光学结构、反射片、第一光源及第二光源。导光板包含底面、出光面、第一入光面及第二入光面，其中显示面板设置于出光面上。第一光学结构形成于底面上，并包含第一斜面及第二斜面，其中第一斜面与底面的夹角小于第二斜面与底面的夹角。第一光源与第二光源的光线分别自第一入光面与第二入光面进入导光板，而后可经由第一斜面或第二斜面反射，或经由第一斜面或第二斜面折射至下方的反射片，再通过反射片反射而自第一斜面或第二斜面进入导光板。本发明在上述结构设计的基础上配合了第一光源与第二光源的开关控制来实现切换视角的功能。

Description

可切换视角的显示器及其背光模块

技术领域

本发明是关于一种可切换视角的显示器及其背光模块；具体而言，本发明是关于一种平面显示器，藉由其背光模块的设计来达到以电子方式切换视角的功能。

背景技术

相较于传统的CRT(cathode ray tube，阴极射线管)显示器，液晶显示器(liquid crystal display，LCD)因为其厚度薄、重量轻、低辐射等优点而逐渐取代CRT显示器，成为现今显示器市场的主流产品而广泛应用于各类消费电子产品中。

特别是对笔记型计算机(notebook computer)、个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)、数字相机(digital camera)、行动电话(mobile phone)等可携式(portable)电子装置而言，作为其不可或缺的组件之一的显示装置也必须具备轻、薄、短、小的特性，才能达到便于携带的目的。可携式电子装置使得人们得以随时随地进行打电话、收发简讯、收发电子邮件、文书编辑等日常生活或工作上的活动，而不限制于在装设有相应设备的家中或是办公室内等特定场合才得以进行，大大地增添了使用上的方便性。

然而，由于可携式电子装置在开放式空间或公共场合使用的机会很大，在隐私性方面就比较难以兼顾。以显示器来说，其确保隐私性的方式主要是提供防窥的功能，目前市面上已推出的防窥片、防窥保护贴等额外加装于显示器上的防窥装置就具有防窥的效果。防窥片等类似的防窥装置实质上是一种滤光片，用以缩小输入光线的出光角度。设置于显示器上的防窥片可达到缩小显示器视角的功能，因而可达到防窥的效果。

然而，额外加装的防窥片等防窥装置在使用时必须以手动的方式装设在显示器上，不使用时也相对地必须手动取下，对于必须频繁装卸防窥片的使用者来说，会明显地感觉到不便。此外，防窥片的价格一般比较昂贵，而且取下后的防窥片还必须额外小心地加以存放。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可切换视角的显示器及其背光模块，相较于先前技术，不需要额外加装防窥装置，并具有以电子方式切换显示器视角的功能。

本发明的显示器包含背光模块及显示面板。背光模块包含导光板、第一光学结构、反射片、第一光源及第二光源。其中导光板包含底面、出光面、第一入光面及第二入光面，底面与出光面为导光板的两个相对表面，显示面板设置于出光面上，第一入光面与第二入光面则分别位于底面的两个相对端缘。数个第一光学结构沿第一入光面延伸而并列形成于底面上，每个第一光学结构包含第一斜面及第二斜面，分别相对于第一入光面及第二入光面且夹一角度相互连接，其中第一斜面与底面延伸方向所在平面的夹角小于第二斜面与底面延伸方向所在平面的夹角。反射片沿底面设置。第一光源及第二光源分别沿第一入光面与第二入光面设置，使第一光源与第二光源的光线分别自第一入光面与第二入光面进入导光板，而后可经由第一斜面或第二斜面反射，或经由第一斜面或第二斜面折射至反射片，再通过反射片反射而自第一斜面或第二斜面进入导光板。

上述的背光模块，其中，该背光模块另包含一第一模式及一第二模式，当工作于该第一模式时，致能该第一光源，当工作于该第二模式时，致能该第二光源。

上述的背光模块，其中，该背光模块工作于该第一模式时的视角小于该第二模式时的视角。

上述的背光模块，其中，该背光模块另包含一第三模式，当工作于该第三模式时，同时致能该第一光源与该第二光源。

上述的背光模块，其中，该背光模块工作于该第三模式时的亮度大于该第一模式及该第二模式时的亮度。

上述的背光模块，其中，该第一斜面与该底面延伸方向所在平面的夹角介于0.1度及0.6度之间。

上述的背光模块，其中，该第二斜面与该底面延伸方向所在平面的夹角介于41.9度及46.4度之间。

上述的背光模块，其中，该第一光源的亮度低于该第二光源。

上述的背光模块，其中，更包含至少一光学膜，该导光板包含一出光面相对于该底面，该光学膜设置于该出光面上，且于一表面上形成有并排的多个第二光学结构平行于该导光板的该些第一光学结构。

上述的背光模块，其中，该光学膜的各该第二光学结构包含一第三斜面及一第四斜面，其中该第三斜面与该表面所在平面的夹角与该第四斜面与该表面所在平面的夹角相等。

上述的背光模块，其中，各该第一光学结构的该第一斜面较该第二斜面远离该第一入光面。

本发明的显示器，包含：

一导光板，包含一底面、一出光面、一第一入光面及一第二入光面，该底面与该出光面为该导光板的两个相对表面，该第一入光面与该第二入光面分别位于该底面与该出光面之间的两个相对侧边；

多个第一光学结构，沿该第一入光面延伸并列形成于该底面上，各该第一光学结构包含一第一斜面及一第二斜面，该第一斜面与该第二斜面分别相对于该第一入光面及该第二入光面，且夹一角度相互连接，该第一斜面与该底面延伸方向所在平面的夹角小于该第二斜面与该底面延伸方向所在平面的夹角；

一反射片，沿该底面设置；

一显示面板，设置于该出光面上；

一第一光源，沿该第一入光面设置；以及

一第二光源，沿该第二入光面设置；

其中，该第一光源与该第二光源的光线分别自该第一斜面及该第二斜面离开该导光板，并经由该反射片的反射而自该第一斜面或该第二斜面进入该导光板。

本发明的有益效果在于：利用了第一斜面及第二斜面与底面延伸方向所在平面具有不同夹角的设计，并配合反射片的反射而在显示面板上呈现出宽、窄不同的视角，进而使得切换视角的功能可藉由对第一光源与第二光源进行开关控制来实现。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A为本发明可切换视角的显示器的一实施例的示意图；

图1B为图1A所示可切换视角的显示器的剖面图；

图2A为图1B所示可切换视角的显示器的第一光源发光时的光学行为的示意图；

图2B为图1B所示可切换视角的显示器的第二光源发光时的光学行为的示意图；以及

图3为本发明可切换视角的显示器的另一实施例的示意图。

其中，附图标记

10背光模块

11导光板

111底面

112出光面

113第一入光面

114第二入光面

12第一光学结构

121第一斜面

122第二斜面

13第一光源

14第二光源

20显示面板

30反射板

40光学膜

41表面

411第二光学结构

4111第三斜面

4112第四斜面

A角度

P₁平面

P₂平面

R_A1光线

R_A2光线

R_B1光线

R_B2光线

θ_A1夹角

θ_A2夹角

θ_B1夹角

θ_B2夹角

θ_CR临界角度

具体实施方式

本发明提供一种可切换视角的显示器及其背光模块。在较佳实施例中，本发明的显示器为液晶显示器等使用背光模块的平面显示器。然而在其它实施例中，本发明的显示器可以为其它类型的显示器，本发明的背光模块亦可用于其它使用背光模块的装置。

图1A为本发明可切换视角的显示器的一实施例的示意图；图1B则为图1A所示可切换视角的显示器的剖面图。如图1A及图1B所示，此显示器包含背光模块10、显示面板20及反射板30。背光模块10包含导光板11、第一光学结构12、第一光源13及第二光源14。导光板11包含底面111、出光面112、第一入光面113及第二入光面114，其中底面111与出光面112为导光板11的两个相对表面。显示面板20设置于出光面112上，反射板30设置于底面111下方，第一入光面113与第二入光面114则分别位于底面111(或出光面112)的两个相对的端缘。

数个第一光学结构12沿着第一入光面113(或第二入光面114)延伸而并列地形成于底面111上，使每个第一光学结构12皆与第一入光面113(或第二入光面114)平行。每个第一光学结构12包含夹有角度A而相互连接的第一斜面121及第二斜面122，使第一斜面121、第二斜面122与底面111延伸方向的所在平面P1三者共同形成一个三角形的剖面。其中在各个第一光学结构12中，第一斜面121较第二斜面122远离第一入光面113，而第二斜面122则较第一斜面121远离第二入光面114。此时第一斜面121朝第一光学结构12内部方向往第一入光面113靠近，使得第一斜面121于导光板11内相对于第一入光面113，亦即第一斜面121在导光板11内部以一个角度面对第一入光面113，换言之第一斜面121是以迎向第一入光面113的形式设置；第二斜面122则朝第一光学结构12内部方向往第二入光面114靠近，使得第二斜面122于导光板11内相对于第二入光面114，亦即第二斜面122在导光板11内部以一个角度面对第二入光面114，换言之第二斜面122是以迎向第二入光面114的形式设置。第一斜面121与平面P₁之间的夹角θ₁小于第二斜面122与平面P₁之间的夹角θ₂。在较佳实施例中，夹角θ₁介于0.1度与0.6度之间，夹角θ2则介于41.9度与46.4度之间；然而在其它实施例中，夹角θ₁与夹角θ₂可以不限于上述范围。

在本实施例中，第一光源13沿第一入光面113设置，第二光源14则沿第二入光面114设置，使第一光源13与第二光源14隔着导光板11相互平行设置。在导光板11内部，由于第一斜面121是以迎向第一入光面113的形式设置，而非如同第二斜面122是以背向第一入光面113的形式设置。而第二斜面122是以迎向第二入光面114的形式设置，而非如同第一斜面121是以背向第二入光面114的形式设置。因此第一光源13与第二光源14所产生的光线可由第一斜面或第二斜面反射，或自第一斜面121或第二斜面122离开导光板11，并经由反射片30的反射而自第一斜面121或第二斜面122再次进入导光板11。在本实施例中，第一光源13与第二光源14可为发光二极管(light emittingdiode，LED)所构成的光条(light bar)或冷阴极荧光管(cold cathode fluorescentlamp，CCFL)；然而在其它实施例中，可采用其它类型的光源。

第一斜面121与第二斜面122的设计使得第一光源13与第二光源14所产生的光线在经由反射片30反射进入导光板11后，于出射时会呈现不同的出光场型。具体而言，上述的夹角θ1与夹角θ2之间的角度差异使得光线在藉由第一斜面121及第二斜面122反射后，或自第一斜面121与第二斜面122离开导光板11并藉由反射片30反射回导光板11后，能以不同的出光角度自导光板11出射，进而在通过显示面板20以后于显示面板20上相对地呈现宽、窄不同的视角。夹角θ₁与夹角θ₂的角度可视需求加以调整，藉以改变光线自导光板11出射的角度。

图2A为图1B所示可切换视角的显示器的第一光源发光时的光学行为的示意图；图2B为图1B所示可切换视角的显示器的第二光源发光时的光学行为的示意图。如图2A及图2B所示，当导光板11内的光线接触导光板11边缘的角度大于临界角度θ_CR时会被反射，反之则会被折射出导光板11边缘。在本实施例中，第一光源13所产生的光线R_A1经由第一斜面121反射而以角度θ_A1自导光板11出射并进入显示面板20；光线R_A2则经由第一斜面121折射离开导光板11，而后藉由反射片30反射进入导光板11，最后以角度θ_A2自导光板11出射并进入显示面板20。第二光源14所产生的光线R_B1经由第一斜面121反射而以角度θ_B1自导光板11出射并进入显示面板20；光线R_B2则经由第二斜面122折射离开导光板11，而后藉由反射片30反射进入导光板11，最后以角度θ_B2自导光板11出射并进入显示面板20。由于光线R_A1/R_A2的出射角度θ_A1/θ_A2小于光线R_B1/R_B2的出射角度θ_B1/θ_B2，第一光源13所产生的光线R_A1/R_A2在显示面板20上所呈现的视角会小于第二光源14所产生的光线R_B1/R_B2在显示面板20上所呈现的视角。角度θ_A1/θ_A2较佳为一个能达到防窥目的的较小角度。

基于上述的设计，此显示器可藉由对第一光源13与第二光源14进行开关控制(亦即控制其致能与否)来实现切换视角的功能。在本实施例中，背光模块10可工作于第一模式M₁、第二模式M₂及第三模式M₃。工作于第一模式M₁时，仅致能第一光源13，也就是开启第一光源13而关闭第二光源14；工作于第二模式M₂时，仅致能第二光源14，也就是开启第二光源14而关闭第一光源13；工作于第三模式M₃时，同时致能第一光源13与第二光源14，也就是同时开启第一光源13与第二光源14。

如前所述，由于第一光源13所产生的光线在显示面板20上所呈现的视角小于由第二光源14所产生的光线在显示面板20上所呈现的视角，因此当背光模块10工作于第一模式M₁时，显示面板20上的显示光线具有较窄的视角，而使第一模式M₁可作为防窥模式使用。而当背光模块10工作于第二模式M₂时，显示面板20上的显示光线具有较宽的视角，而使第二模式M₂可作为一般模式使用。此外，由于第一光源13所产生的光线具有较窄的视角，在第一光源13与第二光源14能产生等量光能的情况下，第一光源13所产生的光线会相对比较集中而使得背光模块10工作于第一模式M1时会有较高的亮度。因此在较佳实施例中，可使第一光源13的亮度低于第二光源14，以避免背光模块10工作于第一模式M₁时的亮度与工作于第二模式M₂时的亮度不一致。当背光模块10工作于第三模式M₃时，由两个光源所产生的光能会多于第一模式M₁与第二模式M₂时由一个光源所产生的光能，使得显示面板20上的显示光线相应地具有较高的亮度，因而第三模式M₃可作为高亮度模式使用。

模式之间的切换较佳可利用设置于显示器上的按钮或与显示器相连的计算机的键盘来完成，此时必须设置相应的电路来对第一光源13与第二光源14进行开关控制，必要时也可以配合其它软硬件设备。相较于先前技术，本发明的显示器以导光板11的设计来实现两个大小不同的出光角度，进而相对地在显示面板20上呈现出宽、窄不同的两个视角，因而本发明的显示器较佳并不需要额外加装防窥装置。然而在其它实施例中，亦可配合各式光学膜片来达到所需的防窥效果。此外，本发明的显示器可藉由电子方式来实现切换显示器视角的功能。

图3为本发明可切换视角的显示器的另一实施例的示意图。如图3所示，相较于前述的实施例，本实施例在导光板11与显示面板20之间设有光学膜40。光学膜40的表面41上形成有并排的数个第二光学结构411，第二光学结构411与导光板11的第一光学结构12相互平行。每个第二光学结构411包含夹有一角度相互连接的第三斜面4111及第四斜面4112，其中第三斜面4111与表面41所在平面P2的夹角与第四斜面4112与表面41所在平面P2的夹角相等，使第三斜面4111、第四斜面4112与平面P2三者共同形成一个等腰三角形的剖面，也就是每个第二光学结构411皆具有左右对称的结构。此种左右对称的结构可以维持背光模块10工作于第一模式M₁时的光线出射角与工作于第二模式M₂时的光线出射角之间的比例，使得光学膜40的设置不影响背光模块10于第一模式M₁与第二模式M₂之间作切换时所能达到的宽、窄视角切换的效果。光学膜40可以为增亮膜(brightness enhancement film，BEF)、扩散板(diffuser)等光学膜片。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种背光模块，其特征在于，包含：

一导光板，包含一底面、一第一入光面及一第二入光面，该第一入光面与该第二入光面分别位于该底面的两个相对端缘；

多个第一光学结构，沿该第一入光面延伸并列形成于该底面上，各该第一光学结构包含一第一斜面及一第二斜面，该第一斜面与该第二斜面分别相对于该第一入光面及该第二入光面，且夹一角度相互连接，其中该第一斜面与该底面延伸方向所在平面的夹角小于该第二斜面与该底面延伸方向所在平面的夹角；

一反射片，沿该底面设置；

一第一光源，沿该第一入光面设置；以及

一第二光源，沿该第二入光面设置；

其中，该第一光源与该第二光源的光线分别自该第一入光面与该第二入光面进入该导光板，并经由该第一斜面及该第二斜面折射至该反射片，光线再通过该反射片反射而自该第一斜面或该第二斜面进入该导光板。

2.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该背光模块另包含一第一模式及一第二模式，当工作于该第一模式时，致能该第一光源，当工作于该第二模式时，致能该第二光源。

3.如权利要求2所述的背光模块，其特征在于，该背光模块工作于该第一模式时的视角小于该第二模式时的视角。

4.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该背光模块另包含一第三模式，当工作于该第三模式时，同时致能该第一光源与该第二光源。

5.如权利要求4所述的背光模块，其特征在于，该背光模块工作于该第三模式时的亮度大于该第一模式及该第二模式时的亮度。

6.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该第一斜面与该底面延伸方向所在平面的夹角介于0.1度及0.6度之间。

7.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该第二斜面与该底面延伸方向所在平面的夹角介于41.9度及46.4度之间。

8.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该第一光源的亮度低于该第二光源。

9.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，更包含至少一光学膜，该导光板包含一出光面相对于该底面，该光学膜设置于该出光面上，且于一表面上形成有并排的多个第二光学结构平行于该导光板的该些第一光学结构。

10.如权利要求9所述的背光模块，其特征在于，该光学膜的各该第二光学结构包含一第三斜面及一第四斜面，其中该第三斜面与该表面所在平面的夹角与该第四斜面与该表面所在平面的夹角相等。

11.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，各该第一光学结构的该第一斜面较该第二斜面远离该第一入光面。

12.一种显示器，其特征在于，包含：

一导光板，包含一底面、一出光面、一第一入光面及一第二入光面，该底面与该出光面为该导光板的两个相对表面，该第一入光面与该第二入光面分别位于该底面与该出光面之间的两个相对侧边；

多个第一光学结构，沿该第一入光面延伸并列形成于该底面上，各该第一光学结构包含一第一斜面及一第二斜面，该第一斜面与该第二斜面分别相对于该第一入光面及该第二入光面，且夹一角度相互连接，该第一斜面与该底面延伸方向所在平面的夹角小于该第二斜面与该底面延伸方向所在平面的夹角；

一反射片，沿该底面设置；

一显示面板，设置于该出光面上；

一第一光源，沿该第一入光面设置；以及

一第二光源，沿该第二入光面设置；

其中，该第一光源与该第二光源的光线分别自该第一斜面及该第二斜面离开该导光板，并经由该反射片的反射而自该第一斜面或该第二斜面进入该导光板。

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