TWM629369U - 稜鏡片及顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種顯示裝置，包括光源模組及顯示面板。光源模組包括導光板、多個發光元件及稜鏡片。導光板具有入光面及出光面，入光面連接於出光面。多個發光元件配置於入光面旁。稜鏡片配置於出光面一側，並包括基板、多個稜鏡結構及填充層。基板具有承載面。多個稜鏡結構配置於承載面上，且沿著從入光面朝遠離入光面的方向延伸。填充層配置於任兩相鄰的稜鏡結構之間，且位於多個稜鏡結構鄰近入光面的一端。填充層在垂直於承載面上的厚度小於多個稜鏡結構的高度。顯示面板配置於光源模組的出光側，且包括無效區及顯示區。稜鏡片的填充層對應於無效區。

Description

稜鏡片及顯示裝置

本創作是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種光學膜以及使用此光學膜的顯示裝置。

一般液晶顯示裝置包括液晶顯示面板與背光模組，而且由於液晶顯示面板本身不發光，所以需要靠背光模組提供照明光源至液晶顯示面板。因此，背光模組的主要功能就是提供高輝度以及高均勻度的照明光源。

同時，追求更好的畫面表現也是背光模組的設計重點。習知的背光模組會包括各種光學膜，用以調整從導光板出射後的光線。然而，由於配置有發光二極體的區域附近亮度較高，加上光學膜上的稜鏡柱等光學結構會影響光線的折射，當光線再出射至顯示面板時，可能會在影像畫面上觀察到亮度不均勻的熱點（Hot spot）現象。

並且，隨著觀察角度的不同，當側向觀察的角度越傾斜時，所觀察到的熱點現象有越嚴重的趨勢。

本「先前技術」段落只是用來幫助瞭解本創作內容，因此在「先前技術」中所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。此外，在「先前技術」中所揭露的內容並不代表該內容或者本創作一個或多個實施例所要解決的問題，也不代表在本創作申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知曉或認知。

本創作提供一種稜鏡片，能提升亮度的均勻度。

本創作提供一種顯示裝置，能提升顯示畫面的亮度的均勻度。

本創作的其他目的和優點可以從本創作所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本創作一實施例所提供的稜鏡片包括基板、多個稜鏡結構及填充層。基板具有承載面。多個稜鏡結構配置於承載面上。這些稜鏡結構沿第一方向延伸並沿第二方向排列。第一方向不同於第二方向。填充層配置於任兩相鄰的稜鏡結構之間，且鄰近於多個稜鏡結構的一端。填充層適於調整光線。填充層具有填充表面，配置於填充層遠離基板的一側。填充層在垂直於承載面上的厚度小於多個稜鏡結構在垂直於承載面上的高度。

在本創作的一實施例中，上述之填充層包括多個擴散粒子，這些擴散粒子配置於填充層內或是填充表面上。

在本創作的一實施例中，上述之填充層的厚度為多個稜鏡結構的高度的40%~90%。

在本創作的一實施例中，上述之填充層的厚度為多個稜鏡結構的高度的60%~90%。

在本創作的一實施例中，上述之填充層的厚度從多個稜鏡結構鄰近於填充層的一端朝這些稜鏡結構的另一端的方向漸減。

在本創作的一實施例中，上述之填充層的厚度從多個稜鏡結構鄰近於填充層的一端朝這些稜鏡結構的另一端的方向維持不變。

在本創作的一實施例中，上述之填充表面為平坦表面。

在本創作的一實施例中，上述之填充表面為朝基板凹陷的弧面，填充層的厚度從分別鄰近於任兩相鄰的稜鏡結構的兩側朝中央漸減。

為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本創作一實施例所提供的顯示裝置包括光源模組及顯示面板。光源模組包括導光板、多個發光元件及上述的稜鏡片。導光板具有入光面及出光面，入光面連接於出光面。多個發光元件配置於入光面旁。顯示面板配置於光源模組的出光側，且包括無效區及顯示區。上述的稜鏡片的填充層對應於無效區。

在本創作的一實施例中，上述之承載面為面對或遠離出光面。

在本創作的一實施例中，上述之填充層的厚度從鄰近於入光面的一側朝遠離入光面的方向漸減，填充層更對應於一部分的顯示區，填充層在垂直於入光面的方向上的對應於顯示區的長度小於顯示區在垂直於入光面的方向上的長度的3%。

本創作實施例的顯示裝置中，多個發光元件配置於導光板的入光面旁，稜鏡片的填充層配置於任兩相鄰的稜鏡結構之間，且位於多個稜鏡結構鄰近入光面的一端。相較於稜鏡片上未配置填充層的區域，填充層能夠提升稜鏡片對應於多個發光元件的一側的表面平整度，並且填充層適於調整從導光板出射的光線，因此稜鏡片能減少光源模組中鄰近於多個發光元件的區域附近所產生的亮度不均勻的熱點現象。換言之，無論使用者從正向或是斜向觀察，稜鏡片都能提升光源模組的整體亮度的均勻度。本創作實施例的顯示裝置由於使用上述的稜鏡片，因此能提升顯示畫面的亮度的均勻度。此外，由於填充層在垂直於承載面上的厚度小於稜鏡結構在垂直於承載面上的高度，即稜鏡結構的頂端仍露出於填充層，使得填充層並不會將稜鏡片對應於多個發光元件的一側的區域填補為平坦表面，能進一步避免在顯示畫面上可能產生的亮帶現象。

為讓本創作之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

有關本創作之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本創作。

圖1為本創作一實施例的顯示裝置的立體示意圖。圖2為圖1的顯示裝置於XZ平面的側視圖。圖3為圖1的稜鏡片於XY平面的下視圖。請參考圖1至圖3，本實施例的顯示裝置1包括光源模組10及顯示面板20。光源模組10包括導光板100、多個發光元件200及稜鏡片300。導光板100具有入光面110及出光面120，入光面110連接於出光面120。多個發光元件200配置於入光面110旁，適於發出光線L並入射至入光面110。具體而言，光源模組10為側入式光源模組，顯示面板20則配置於光源模組10的出光側。稜鏡片300配置於出光面120一側，並包括基板310、多個稜鏡結構320及填充層330。基板310具有承載面311。多個稜鏡結構320配置於承載面311上，且沿著從入光面110朝遠離入光面110的第一方向D1延伸並沿第二方向D2排列，其中第一方向D1不同於第二方向D2。在本實施例中，第一方向D1例如是垂直於入光面110，第二方向例如是平行於入光面110，但不以此為限。此外，承載面311例如是面對出光面120或遠離出光面120。換句話說，當承載面311面對出光面120時，多個稜鏡結構320同樣是面對出光面120，稜鏡片300在光源模組10中做為逆稜鏡片配置；當承載面311遠離出光面120時，多個稜鏡結構320同樣是遠離出光面120，稜鏡片300在光源模組10中做為一般稜鏡片配置。圖1及圖2中是以承載面311面對出光面120示例說明，並非限定本創作的範圍。另一方面，圖1及圖3中的多個稜鏡結構320數量僅為示意，本創作並不特別限制多個稜鏡結構320的數量。填充層330配置於任兩相鄰的稜鏡結構320之間，且位於多個稜鏡結構320鄰近入光面110的一端。在本實施例中，稜鏡結構320的兩端的端緣例如是分別切齊於基板310相對的兩側緣，亦即基板310的兩側緣是不具有未配置結構的空白區域，但不以此為限。較佳地，多個稜鏡結構320是配置於承載面311的整體表面。因此，也可以說填充層330是位於基板310鄰近於入光面110的一側。

上述的填充層330例如是使用適於調整光線的光學材料，並且例如是以印刷、噴墨或UV製成等方式配置於任兩相鄰的稜鏡結構320之間。由於填充層330與稜鏡結構320同樣具有調整從導光板100出射的光線L的功能，因此依據設計需求的不同，填充層330所使用的光學材料可以是與稜鏡結構320的材料相同或者不同。上述的顯示面板20例如為液晶顯示面板或其他非自發光顯示面板，並包括無效區21及顯示區22，其中無效區21鄰近於多個發光元件200，顯示區22則相對遠離多個發光元件200，亦即，無效區21位於顯示區22與多個發光元件200之間。稜鏡片300的填充層330對應於無效區21。無效區21所對應的是光源模組10的混光區，顯示區22所對應的是出光側中亮度較為均勻的區域。具體而言，填充層330在第一方向D1上的長度L1為大於0小於7mm，但可以依據不同的機型以及無效區21的範圍調整。當填充層330位於多個稜鏡結構320鄰近入光面110的一端時，能夠協助調整光源模組10中鄰近於多個發光元件200的區域附近所產生的亮度不均勻的熱點現象，提升亮度的均勻度。此外，當填充層330所使用的光學材料不同於稜鏡結構320的材料時，光學材料選用折射率小於或等於稜鏡結構320的折射率的材料，能進一步改善亮度不均勻的熱點現象。

在本實施例中，填充層330具有填充表面331，配置於填充層330遠離基板310的一側。填充表面331與每一稜鏡結構320的頂端P並非共平面。填充層330在垂直於承載面311上的厚度T例如是小於多個稜鏡結構320在垂直於承載面311上的高度H，如圖1及圖2所示。因此，將填充層330視為一個整體時，可視為每一稜鏡結構320的頂端P露出於填充層330，或者，也可以說填充層330分為多個填充子區塊，每一填充子區塊分別配置於任兩相鄰的稜鏡結構320之間。將填充層330的厚度T設計為小於多個稜鏡結構320的高度H的用意在於，藉由填充層330的配置達到提升亮度的均勻度的效果，但是填充層330並不會將稜鏡片300對應於多個發光元件200的一側的區域填補為平面，能進一步避免在顯示畫面上可能產生的亮帶現象。具體而言，為了達到較佳的上述效果，填充層330的厚度T為多個稜鏡結構320的高度H的60%~90%。

在本實施例中，填充層330的厚度T從多個稜鏡結構320鄰近於填充層330的一端朝多個稜鏡結構320的另一端的方向維持不變，即填充層330的厚度T在第一方向D1上是維持不變，但不以此為限。在其他實施例中，厚度T在第一方向D1或第二方向D2上都可以具有不同變化，例如漸變的形式。此外，填充表面331例如為平坦表面，但也不以此為限。在其他實施例中，填充表面331例如也可以設計為曲面或凹凸不平的表面。總的來說，填充層330的厚度T以及填充表面331可以依據不同的機型去調整其配置的設計方式，本創作並不特別限制。

在本實施例中，多個發光元件200例如是發光二極體（light emitting diode, LED），但不以此為限。發光元件200也可以是其他種類的光源組件，例如燈管，本創作並不限制光源種類。此外，圖1的多個發光元件200的數量僅為示意，本創作並不特別限制發光元件200的數量。

除了稜鏡片300之外，本實施例的光源模組10例如還可以包括至少一光學膜（圖未示）。至少一光學膜例如是偏光增亮膜、擴散膜、稜鏡片或複合式稜鏡片等，但不以此為限。本創作並不限制至少一光學膜的數量，其可為一片或多片。當至少一光學膜為多片時，依據光學膜功能的不同，也可分別選用不同的種類，並且，多片光學膜與稜鏡片300彼此堆疊。稜鏡片300可以是配置於多片光學膜與導光板100之間、多片光學膜之間或是多片光學膜背對導光板100的一側。此外，本創作也不限制稜鏡片300的數量，例如可以包括兩片具有填充層330的稜鏡片300，以加強調整從導光板100出射的光線L的效果。應注意的是，若所配置的稜鏡片上的稜鏡結構是沿著從入光面110朝遠離入光面110的方向排列，則稜鏡片不適合配置填充層330，無法達到上述效果。

不同於稜鏡片300的稜鏡結構320，導光板100的出光面120例如也可以具有稜鏡柱或其他結構，但本創作的填充層330僅配置於稜鏡片300上，而非配置於導光板100。

本實施例的顯示裝置1中，多個發光元件200配置於導光板100的入光面110旁，稜鏡片300的填充層330配置於任兩相鄰的稜鏡結構320之間，且位於多個稜鏡結構320鄰近入光面110的一端。相較於稜鏡片300上未配置填充層330的區域，即對應於顯示面板20的顯示區22或非無效區21的區域，填充層330能夠提升稜鏡片300對應於多個發光元件200的一側的表面平整度，並且填充層330適於調整從導光板100出射的光線L，因此稜鏡片300能減少光源模組10中鄰近於多個發光元件200的區域附近所產生的亮度不均勻的熱點現象。換言之，無論使用者從正向或是斜向觀察，稜鏡片300都能提升光源模組10的整體亮度的均勻度。本實施例的顯示裝置1由於使用上述的稜鏡片300，因此能提升顯示畫面的亮度的均勻度。此外，由於填充層330的厚度T小於稜鏡結構320的高度H，即稜鏡結構320的頂端P仍露出於填充層330，使得填充層330並不會將稜鏡片300對應於多個發光元件200的一側的區域填補為平坦表面，能進一步避免在顯示畫面上可能產生的亮帶現象。

圖4為本創作另一實施例的稜鏡片於YZ平面的前視圖。請參考圖1及圖4，本實施例的稜鏡片300a與上述的稜鏡片300結構及優點相似，差異僅在於填充表面331a為朝基板310凹陷的弧面。具體而言，填充層330a的厚度T是從分別鄰近於任兩相鄰的稜鏡結構320的填充層330a的兩側朝填充層330a的中央漸減。意即，厚度T是沿著第二方向D2從填充層330a的兩側朝中央漸減。然而，厚度T在第一方向D1上是維持不變的。在本實施例中，當厚度T整體上越大時，填充表面331a的弧度就越小，而改善亮度不均勻的熱點現象的效果也越好。

圖5為本創作另一實施例的顯示裝置於XZ平面的側視圖。圖6為圖5的稜鏡片的立體示意圖。請參考圖5及圖6，本實施例的顯示裝置1b與上述的顯示裝置1結構及優點相似，以下僅針對其結構的主要差異處進行說明。本實施例的顯示裝置1b中，光源模組10b中的稜鏡片300b的填充層330b的厚度T從多個稜鏡結構320鄰近於填充層330b的一端朝多個稜鏡結構320的另一端的方向漸減。意即，厚度T沿著第一方向D1從鄰近於入光面110朝遠離入光面110的方向漸減，並且厚度T在第二方向D2上維持不變，使得填充表面331b相對於承載面311傾斜，也就是說填充表面331b為斜面。在本實施例的架構下，由於填充層330b在越遠離入光面110的方向厚度T越小，填充層330b例如能更對應於一部分的顯示區22，對無效區21與顯示區22的交界處的光線進行細微的調整。也就是說，填充層330b在垂直於入光面110的方向（本實施例中為第一方向D1）上的長度L2會大於無效區21在垂直於入光面110的方向上的長度。並且具體而言，填充層330b在垂直於入光面110的方向上的對應於顯示區22的長度會小於顯示區22在垂直於入光面110的方向上的長度的3%，避免因為長度L2過大而影響顯示畫面的亮度的均勻度。

圖7為本創作另一實施例的稜鏡片於YZ平面的前視圖。請參考圖1及圖7，本實施例的稜鏡片300c與上述的稜鏡片300結構及優點相似，差異僅在於本實施例的稜鏡片300c中，填充層330c包括多個擴散粒子332，以使光線L通過稜鏡片300c後較為均勻地從光源模組10的出光側照射至顯示面板20，進而提供良好的顯示效果。此外，在其它實施例中，還可透過不同顏色的擴散粒子332的搭配，改變光線L的顏色，進而提供不同顏色之附加發光效果，於其他實施例，擴散粒子332亦可選用粒徑不同的量子點材料的方式來提供不同顏色的附加發光效果。這些擴散粒子332例如是配置於填充層330c內或是填充表面331c上，或者同時配置於填充層330c內以及填充表面331c上。當擴散粒子332配置於填充表面331c上時，由於擴散粒子332本身也具有粒徑大小，為了避免填充層330c的厚度T（承載面311至填充表面331c的最短距離）加上擴散粒子332的粒徑會因大於多個稜鏡結構320的高度H而影響調整光線L的效果。因此，在本實施例中，填充層330c的厚度T調整為多個稜鏡結構320的高度H的40%~90%。

本實施例的稜鏡片300c也可以使用於上述的顯示裝置1b，或者，稜鏡片300c的特徵也可以與稜鏡片300a的特徵組合使用，本創作並不特別限制。

綜上所述，本創作實施例的顯示裝置中，多個發光元件配置於導光板的入光面旁，稜鏡片的填充層配置於任兩相鄰的稜鏡結構之間，且位於多個稜鏡結構鄰近入光面的一端。相較於稜鏡片上未配置填充層的區域，填充層能夠提升稜鏡片對應於多個發光元件的一側的表面平整度，並且填充層適於調整從導光板出射的光線，因此稜鏡片能減少光源模組中鄰近於多個發光元件的區域附近所產生的亮度不均勻的熱點現象。換言之，無論使用者從正向或是斜向觀察，稜鏡片都能提升光源模組的整體亮度的均勻度。本創作實施例的顯示裝置由於使用上述的稜鏡片，因此能提升顯示畫面的亮度的均勻度。此外，由於填充層在垂直於承載面上的厚度小於稜鏡結構在垂直於承載面上的高度，即稜鏡結構的頂端仍露出於填充層，使得填充層並不會將稜鏡片對應於多個發光元件的一側的區域填補為平坦表面，能進一步避免在顯示畫面上可能產生的亮帶現象。

惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，當不能以此限定本創作實施之範圍，即大凡依本創作申請專利範圍及新型說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本創作專利涵蓋之範圍內。另外，本創作的任一實施例或申請專利範圍不須達成本創作所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本創作之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的「第一」、「第二」等用語僅用以命名元件（element）的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

1、1b:顯示裝置 10、10b:光源模組 20:顯示面板 21:無效區 22:顯示區 100:導光板 110:入光面 120:出光面 200:發光元件 300、300a、300b、300c:稜鏡片 310:基板 311:承載面 320:稜鏡結構 330、330a、330b、330c:填充層 331、331a、331b、331c:填充表面 332:擴散粒子 D1:第一方向 D2:第二方向 H:高度 L:光線 L1、L2:長度 P:頂端 T:厚度

圖1為本創作一實施例的顯示裝置的立體示意圖。 圖2為圖1的顯示裝置於XZ平面的側視圖。 圖3為圖1的稜鏡片於XY平面的下視圖。 圖4為本創作另一實施例的稜鏡片於YZ平面的前視圖。 圖5為本創作另一實施例的顯示裝置於XZ平面的側視圖。 圖6為圖5的稜鏡片的立體示意圖。 圖7為本創作另一實施例的稜鏡片於YZ平面的前視圖。

1:顯示裝置

10:光源模組

20:顯示面板

21:無效區

22:顯示區

100:導光板

110:入光面

120:出光面

200:發光元件

300:稜鏡片

310:基板

311:承載面

320:稜鏡結構

330:填充層

331:填充表面

D1:第一方向

H:高度

L1:長度

T:厚度

Claims (11)

1. 一種稜鏡片，包括： 一基板，具有一承載面； 多個稜鏡結構，配置於該承載面上，該些稜鏡結構沿一第一方向延伸並沿一第二方向排列，該第一方向不同於該第二方向；以及 一填充層，配置於該些稜鏡結構中任兩相鄰的稜鏡結構之間，且鄰近於該些稜鏡結構的一端，該填充層適於調整光線，該填充層具有一填充表面，配置於該填充層遠離該基板的一側， 其中，該填充層在垂直於該承載面上的一厚度小於該些稜鏡結構在垂直於該承載面上的一高度。
2. 如請求項1所述之稜鏡片，其中該填充層包括多個擴散粒子，該些擴散粒子配置於該填充層內或是該填充表面上。
3. 如請求項2所述之稜鏡片，其中該填充層的該厚度為該些稜鏡結構的該高度的40%~90%。
4. 如請求項1所述之稜鏡片，其中該填充層的該厚度為該些稜鏡結構的該高度的60%~90%。
5. 如請求項1所述之稜鏡片，其中該填充層的該厚度從該些稜鏡結構鄰近於該填充層的一端朝該些稜鏡結構的另一端的方向漸減。
6. 如請求項1所述之稜鏡片，其中該填充層的該厚度從該些稜鏡結構鄰近於該填充層的一端朝該些稜鏡結構的另一端的方向維持不變。
7. 如請求項1所述之稜鏡片，其中該填充表面為一平坦表面。
8. 如請求項1所述之稜鏡片，其中該填充表面為朝該基板凹陷的一弧面，該填充層的該厚度從分別鄰近於該些稜鏡結構中任兩相鄰的稜鏡結構的兩側朝中央漸減。
9. 一種顯示裝置，包括一光源模組及一顯示面板，其中： 該光源模組包括： 一導光板，具有一入光面及一出光面，該入光面連接於該出光面； 多個發光元件，配置於該入光面旁；以及 一稜鏡片，配置於該出光面一側，該稜鏡片包括： 一基板，具有一承載面； 多個稜鏡結構，配置於該承載面上，且沿著從該入光面朝遠離該入光面的方向延伸；以及 一填充層，配置於該些稜鏡結構中任兩相鄰的稜鏡結構之間，且位於該些稜鏡結構鄰近該入光面的一端，該填充層適於調整光線，該填充層具有一填充表面，配置於該填充層遠離該基板的一側，其中該填充層在垂直於該承載面上的一厚度小於該些稜鏡結構在垂直於該承載面上的一高度；以及 該顯示面板配置於該光源模組的一出光側，且包括一無效區及一顯示區，該稜鏡片的該填充層對應於該無效區。
10. 如請求項9所述之顯示裝置，其中該承載面為面對或遠離該出光面。
11. 如請求項9所述之顯示裝置，其中該填充層的該厚度從鄰近於該入光面的一側朝遠離該入光面的方向漸減，該填充層更對應於一部分的該顯示區，該填充層在垂直於該入光面的方向上的對應於該顯示區的長度小於該顯示區在垂直於該入光面的方向上的長度的3%。

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