專利名稱：背光模塊及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光模塊及顯示裝置，且特別涉及一種用以顯示立體影像的背光模塊及顯示裝置。
背景技術(shù)：
隨著顯示技術(shù)的進步，畫質(zhì)佳、色彩豐富、效果好的顯示器不斷地推陳出新。近年來，立體顯示技術(shù)有從電影院推廣至家用顯示器的趨勢。由于立體顯示技術(shù)的關(guān)鍵在于讓左眼與右眼分別看到視角不同的左眼畫面與右眼畫面，因此現(xiàn)有技術(shù)的立體顯示技術(shù)多半是采用讓使用者配戴特制的眼鏡，以篩選左眼畫面與右眼畫面。然而，讓使用者配戴特制眼鏡通常會造成許多的不便之處，尤其對于本身具有近視或遠視而配戴校正視力的眼鏡的使用者而言，額外再多配戴一副特制眼鏡往往會產(chǎn)生不適與不便。因此，裸眼立體顯示技術(shù)便成為研發(fā)重點之一。但時下的裸眼立體顯示技術(shù)通常只能產(chǎn)生一個視區(qū)，而此視區(qū)通常位于顯示器的正中央。當使用者離開此視區(qū)后，便無法觀察到立體影像。如此一來，這樣的立體顯示技術(shù)便無法讓多人同時觀看。美國專利第7503674號揭露了一種高亮度擴散板，此擴散板具有梯形棱鏡。中國臺灣專利第1330290號揭露了一種主導(dǎo)光元件，此主導(dǎo)光元件具有梯形棱鏡。美國專利第7750982號揭露了一種立體顯示裝置，此立體顯示裝置具有液晶面板、背光源、雙邊棱鏡及菲涅耳透鏡元件。美國專利公開第20050276071號與中國專利第100376924號揭露了一種立體顯示裝置，此立體顯示裝置包括光源、導(dǎo)光板、棱鏡片與透射型液晶面板。美國專利公開第20060209428號揭露了一種光學(xué)膜結(jié)構(gòu),此光學(xué)膜結(jié)構(gòu)具有微透鏡與棱鏡。中國臺灣專利公開第200626992號揭露了一種可產(chǎn)生立體影像的背光模塊。日本專利公開第2001-66547號揭露了一種立體顯示裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種背光模塊，此背光模塊可產(chǎn)生多對子視差光束，且可同時形成多個視域。本發(fā)明提供一種顯示裝置，此顯示裝置可供多人同時在多個視域觀看立體影像。本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點可以從本發(fā)明所揭露的技術(shù)特征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它目的，本發(fā)明的實施例提出一種背光模塊，包括發(fā)光單元以及控光元件。發(fā)光單元用于提供一對視差光束，其中發(fā)光單元具有出光面?？毓庠ǘ鄠€控光單元。各控光單元具有第一傾斜面、第二傾斜面以及第一平面。第一傾斜面相對于出光面傾斜。第二傾斜面相對于第一傾斜面，且相對于出光面傾斜，其中第二傾斜面的傾斜方向與第一傾斜面的傾斜方向相反。第一平面連接第一傾斜面以及與第二傾斜面。第一傾斜面、第二傾斜面以及第一平面用于將這對視差光束分開成多對子視差光束。本發(fā)明的另一實施例提出一種顯示裝置，其包括上述背光模塊以及顯示面板。顯示面板配置于子視差光束的傳遞路徑上，其中控光元件位于發(fā)光單元與顯示面板之間。、
本發(fā)明的實施例可具有下列優(yōu)點或功效的至少其一。在本發(fā)明實施例的背光模塊及顯示裝置中，由于在控光元件中的各控光單元具有多個不同斜率的表面，因此各控光單元可使光束產(chǎn)生不同的折射角度，進而形成多個視域。如此一來，便可使較多的使用者在不同的視域中同時觀看立體影像。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。


圖I為本發(fā)明第一實施例的顯示裝置的剖面示意圖。圖2為本發(fā)明實施例的控光元件示意圖。圖3示出本發(fā)明實施例的顯示裝置與使用者的相對位置。圖4示出本發(fā)明第一實施例的出光角度與光強度的關(guān)系。圖5示出觀看本發(fā)明實施例的背光模塊的位置與光強度的關(guān)系。圖6為本發(fā)明第二實施例的顯示裝置的剖面示意圖。圖7、圖8、圖9示出本發(fā)明第二實施例的顯示裝置與使用者的相對位置。主要元件符號說明1000、2000 :顯示裝置100 :背光模塊110:發(fā)光單元IlOa :發(fā)光單元的出光面112:第一發(fā)光元件113:驅(qū)動單元114:第二發(fā)光元件116:導(dǎo)光板116a:第一表面116b:第二表面116c :第一入光面116d:第二入光面116e :光學(xué)微結(jié)構(gòu)118:視差產(chǎn)生器118a:棱鏡柱118b:棱鏡柱的尖端118c、118d :棱鏡柱的斜面120 :控光元件120a :控光元件的出光面122 :控光單元122a :第一傾斜面122b :第二傾斜面122c :第一平面
122d :第二平面124 :連接部200 :顯示面板a、3、Y、6、v2、ii；、X、0 :角度
H:間距D:寬度L :視差光束L’ 子視差光束LI :第一光束L2 :第二光束Ll_a、Ll_b、Ll_c、L2_a、L2_b、L2_c :光線Dl、D2、D3、x、y、z :方向c :主使用者a、b:使用者
具體實施例方式第一實施例有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下配合附圖的優(yōu)選實施例的詳細說明中，將可清楚地呈現(xiàn)。以下實施例中所提到的方向用語，例如上、下、左、右、前或后等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明而并非用來限制本發(fā)明。圖I為本發(fā)明第一實施例的顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖1，本實施例的顯示裝置1000可包括背光模塊100以及顯示面板200。本實施例的背光模塊100包括發(fā)光單元110以及控光元件120。發(fā)光單元110用于提供一對視差光束L，其中發(fā)光單元110具有出光面IlOa0在本實施例中，發(fā)光單元110可包括至少一個第一發(fā)光元件112、至少一個第二發(fā)光兀件114、導(dǎo)光板116以及視差產(chǎn)生器118。本實施例的導(dǎo)光板116具有第一表面116a、第二表面116b、第一入光面116c以及第二入光面116d。第二表面116b相對于第一表面116a。第一入光面116c與第一表面116a以及第二表面116b連接。第二入光面116d與第一表面116a以及第二表面116b連接且相對于第一入光面116c。本實施例的導(dǎo)光板116還可具多個光學(xué)微結(jié)構(gòu)116e，這些光學(xué)微結(jié)構(gòu)116e配置于導(dǎo)光板116的第二表面116b上。在本實施例中，光學(xué)微結(jié)構(gòu)116e可以是V形凹槽或網(wǎng)點，但本發(fā)明不限于此。本實施例的第一發(fā)光兀件112與第二發(fā)光兀件114分別配置于第一入光面116c與第二入光面116d旁。第一發(fā)光兀件112與第二發(fā)光兀件114交替地朝向?qū)Ч獍?16發(fā)出第一光束LI與第二光束L2，第一光束LI與第二光束L2分別經(jīng)由第一入光面116c與第二入光面116d進入導(dǎo)光板116中，且經(jīng)由第一表面116a從導(dǎo)光板116射向控光兀件120。具體而言，第一光束LI與第二光束L2分別由第一入光面116c與第二入光面116d進入導(dǎo)光板116后會不斷地在第一表面116a第二表面116b之間全反射。然而，第二表面116b上的光學(xué)微結(jié)構(gòu)116e會破壞全反射，而使第一光束LI與第二光束L2經(jīng)由第一表面116a離開導(dǎo)光板116而射向控光兀件120。在本實施例中，第一發(fā)光兀件112與第二發(fā)光兀件114例如為發(fā)光二極管發(fā)光條(LED light bar)。然而,在其它實施例中,第一發(fā)光兀件112與第二發(fā)光元件114也可以是冷陰極突光燈管(cold cathode fluorescent lamp, CCFL)或其它適當?shù)陌l(fā)光元件。此外，在本實施例中，發(fā)光單元110還包括驅(qū)動單元113，電連接至第一發(fā)光兀件112與第二發(fā)光兀件114,以交替地驅(qū)使第一發(fā)光兀件112與第二發(fā)光兀件114發(fā)出第一光束LI與第二光束L2。本實施例的視差產(chǎn)生器118配置于第一光束LI與第二光束L2的傳遞路徑上，且位于導(dǎo)光板116與控光元件120之間，其中視差產(chǎn)生器118可調(diào)整第一光束LI與第二光束 L2的傳遞方向，以形成視差光束L。具體而言，本實施例的視差產(chǎn)生器118可為棱鏡片，此棱鏡片具有多個棱鏡柱118a，其中棱鏡柱118a的尖端118b朝向?qū)Ч獍?16。此外，在本實施例中，發(fā)光單兀110的出光面IlOa即視差產(chǎn)生器118的背對導(dǎo)光板116的表面。在本實施例中，出光面IlOa例如為平行于圖I中的x_y平面，而棱鏡片的棱鏡柱118a沿著X方向延伸。本實施例的棱鏡柱118a具有斜面118c與斜面118d，其中斜面118c與斜面118d相連接，且斜面118c的傾斜方向與斜面118d的傾斜方向相反。當?shù)谝还馐鳯I由第一表面116a離開導(dǎo)光板116后可被斜面118c反射而傳遞至控光兀件120。類似地，當?shù)诙馐鳯2由第一表面116a離開導(dǎo)光板116后可被斜面118d反射而傳遞至控光元件120。值得一提的是，由于斜面118c的傾斜方向與斜面118d的傾斜方向相反(斜率符號相反)，第一光束LI與第二光束L2以不同且交錯的方向被反射至控光兀件120,以構(gòu)成一對視差光束L。然而，本發(fā)明不限于此，在其它實施例中，視差產(chǎn)生器118也可為視差光柵(parallactic grating),此視差光柵也有產(chǎn)生視差光束L的功能。本實施例的控光元件120可包括多個控光單元122，各控光單元122具有第一傾斜面122a、第二傾斜面122b以及第一平面122c。第一傾斜面122a相對于發(fā)光單元110的出光面IlOa傾斜，在本實施例中，意即相對于x-y平面傾斜。第二傾斜面122b相對于第一傾斜面122a，且第二傾斜面122b相對于發(fā)光單元110的出光面IlOa傾斜，其中第二傾斜面122b傾斜方向與第一傾斜面122a傾斜方向相反。第一平面122c連接第一傾斜面122a以及與第二傾斜面122b。本實施例的控光元件120還包括連接部124。連接部124相對于第一平面122c且連接各個控光單元122。在本實施例中，連接部124大致上平行于出光面110a，且連接部124面向顯示面板200。另外，在本實施例中，相鄰的任意兩個控光單元122彼此相接。然本發(fā)明不限于此，在其它實施例中，相鄰的任意兩個控光單元122之間也可存在間距H，如圖2中所示。舉例而言，在本實例中，第一傾斜面122a的斜率例如為負值，而第二傾斜面122b的斜率例如為正值，其中第一傾斜面122a相對于第二傾斜面122b。第一平面122c大致上平行于出光面IIOa (例如平行于x-y平面)，且連接第一傾斜面122a及第二傾斜面122b。此夕卜，在本實例中，第一平面122c面向發(fā)光單元110。其中，本實施例的控光單元122可視為倒梯形柱，此倒梯形柱沿著棱鏡柱118a的延伸方向延伸。在本實施例中，控光單元122 (倒梯形柱)的延伸方向例如是X方向。值得一提的是，在本實施例中，第一平面122c大致上平行于出光面110a，各控光單元122的第一傾斜面122a與第一平面122c具有夾角Y，此夾角Y大于等于100度且小于等于175度。另外，本實施例的各控光單元122的第二傾斜面122b與第一平面122c夾有角度S，此角度5大于等于100度且小于等于175度。更進一步地說，夾角Y以及夾角8的值可視使用者距控光元件120的距離、使用者雙眼間的距離以及使用者相對于控光元件120的方向來做適當?shù)脑O(shè)計。請參照圖3，舉例而言，觀看本實施例的顯示裝置1000(圖3中未示出)的主使用者c位于控光元件120的出光面120a的法線方向D3上且與出光面120a的距離為300mm。另一使用者b距離主使用者c右邊300mm，且使用者b雙眼間的距離為65mm。此時，由控光元件120入射至使用者b右眼的光線Ll-b與法線方向D3的夾角稱為V2，依照三角函數(shù)可推得夾角￥2為47.94度。接著，根據(jù)司乃爾定律(Snell’ s law)可推導(dǎo)出夾角V2與夾角a、控光元件120的折射率n以及光線Ll-b與出光面IlOa的法線方向D3的夾角V間的關(guān)系式，詳細推導(dǎo)如下
光線Ll-b入射第二傾斜面122b的入射角為(a - nr)，出射第二傾斜面122b的折射角為X，根據(jù)司乃爾定律(Snell’ s law)可得關(guān)系式(I)sinX = ^^ …(I)
n其中，a = 180° - Y。光線Ll-b入射第二平面122d的入射角為0，根據(jù)司乃爾定律(Snell，s law)可得關(guān)系式(2):nX sin 0 = sin V2---(2)又依照三角函數(shù)可得關(guān)系式(3)0+X = a --- (3)將關(guān)系式(3)代入關(guān)系式(2)中可得關(guān)系式(4)sin V2 = nX sin ( a -X) = nX (sin a cos X_cos a sin X)---(4)將關(guān)系式(I)代入關(guān)系式(4)中可得關(guān)系式(5)
- 2 " 2sin if/2 = sin or I - ^- cos a sin(or - if/) —(5)其中，a =180° _、。如此一來，當欲使進入使用者b右眼的光線Ll_b與法線方向D3的夾角為V2 = 47. 94°時，由關(guān)系式(5)即可知要如何設(shè)計夾角、、控光元件120的折射率n以及光線Ll-b與出光面IlOa的法線方向D3的夾角V。下表列出當欲使夾角￥2為47.94°時，夾角a =180° -y與控光元件120的折射率n以及光線Ll-b與出光面IlOa的法線方向D3的夾角V間的關(guān)系。舉例來說，當欲使夾角V2為47. 94°時,夾角a可為10°、控光元件120的折射率n可為I. 3以及夾角V可為18. 09°。夾角a、控光元件120的折射率n以及夾角V的其它數(shù)值也可從下表中得知。當然，也可利用類似的推導(dǎo)方式得知如何去設(shè)計夾角S、控光元件120的折射率n以及光線Ll-b與出光面IlOa的法線方向D3的夾角V。
權(quán)利要求
1.一種背光模塊，包括 發(fā)光單元，用于提供一對視差光束，其中所述發(fā)光單元具有出光面；以及 控光元件，包括多個控光單元，各所述控光單元具有 第一傾斜面，相對于所述出光面傾斜； 第二傾斜面，相對于所述第一傾斜面，且相對于所述出光面傾斜，其中所述第二傾斜面的傾斜方向與所述第一傾斜面的傾斜方向相反；以及 第一平面，連接所述第一傾斜面與所述第二傾斜面，其中所述第一傾斜面、所述第二傾斜面以及所述第一平面用于將該對視差光束分開成多對子視差光束。
2.如權(quán)利要求I所述的背光模塊，其中所述控光元件該包括連接部，其中所述連接部相對于所述第一平面，且連接這些控光單元。
3.如權(quán)利要求2所述的背光模塊，其中所述第一平面平行于所述出光面，各所述控光單元的所述第一傾斜面與所述第一平面具有夾角Y，所述夾角Y大于等于100度且小于等于175度。
4.如權(quán)利要求2所述的背光模塊，其中各所述控光單元的所述第二傾斜面與所述第一平面夾有角度S，所述角度5大于等于100度且小于等于175度。
5.如權(quán)利要求I所述的背光模塊，其中相鄰的任意兩個所述控光單元彼此相接。
6.如權(quán)利要求I所述的背光模塊，其中相鄰的任意兩個所述控光單元之間存在一間距。
7.如權(quán)利要求I所述的背光模塊，其中所述第一平面面向所述發(fā)光單元。
8.如權(quán)利要求I所述的背光模塊，其中所述第一平面背對所述發(fā)光單元。
9.如權(quán)利要求I所述的背光模塊，其中所述發(fā)光單元包括 至少一個第一發(fā)光元件； 至少一個第二發(fā)光元件； 導(dǎo)光板，具有第一表面、相對于所述第一表面的第二表面、連接所述第一表面與所述第二表面的第一入光面及連接所述第一表面與所述第二表面的第二入光面，其中所述第一入光面相對于所述第二入光面，且所述第一發(fā)光元件與所述第二發(fā)光元件分別配置于所述第一入光面與所述第二入光面旁，且所述第一發(fā)光元件與所述第二發(fā)光元件用于交替地朝向所述導(dǎo)光板發(fā)出第一光束與第二光束，所述第一光束與所述第二光束用于分別經(jīng)由所述第一入光面與所述第二入光面進入所述導(dǎo)光板中，且用于經(jīng)由所述第一表面從所述導(dǎo)光板射向所述控光元件；以及 視差產(chǎn)生器，配置于所述第一光束與所述第二光束的傳遞路徑上，且位于所述導(dǎo)光板與所述控光元件之間，其中所述視差產(chǎn)生器用于調(diào)整所述第一光束與所述第二光束的傳遞方向，以形成所述視差光束。
10.如權(quán)利要求9所述的背光模塊，其中所述視差產(chǎn)生器為棱鏡片，所述棱鏡片具有多個棱鏡柱，其中所述棱鏡柱的尖端朝向所述導(dǎo)光板。
11.一種顯示裝置，包括 背光模塊，包括 發(fā)光單元，用于提供一對視差光束，其中所述發(fā)光單元具有出光面；以及 控光元件，包括多個控光單元，各所述控光單元具有第一傾斜面，相對于所述出光面傾斜； 第二傾斜面，相對于所述第一傾斜面，且相對于所述出光面傾斜，其中所述第二傾斜面的傾斜方向與所述第一傾斜面的傾斜方向相反；以及 第一平面，連接所述第一傾斜面與所述第二傾斜面，其中所述第一傾斜面、所述第二傾斜面以及所述第一平面用于將該對視差光束分開成多對子視差光束；以及 顯示面板，配置于所述多對子視差光束的傳遞路徑上，其中所述控光元件位于所述發(fā)光單元與所述顯示面板之間。
12.如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中所述控光元件還包括連接部，其中所述連接部相對于所述第一平面，且連接這些控光單元。
13.如權(quán)利要求12所述的顯示裝置，其中所述第一平面平行于所述出光面，各所述控光單元的所述第一傾斜面與所述第一平面具有夾角Y，所述夾角Y大于等于100度且小于等于175度。
14.如權(quán)利要求12所述的顯示裝置，其中各所述控光單元的所述第二傾斜面與所述第一平面夾有角度S，所述角度8大于等于100度且小于等于175度。
15.如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中相鄰的任意兩個所述控光單元彼此相接。
16.如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中相鄰的任意兩個所述控光單元之間存在一間距。
17.如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中所述第一平面面向所述發(fā)光單元。
18.如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中所述第一平面背對所述發(fā)光單元。
19.如權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中所述發(fā)光單元包括 至少一個第一發(fā)光元件； 至少一個第二發(fā)光元件； 導(dǎo)光板，具有第一表面、相對于所述第一表面的第二表面、連接所述第一表面與所述第二表面的第一入光面及連接所述第一表面與所述第二表面的第二入光面，其中所述第一入光面相對于所述第二入光面，且所述第一發(fā)光元件與所述第二發(fā)光元件分別配置于所述第一入光面與所述第二入光面旁，且所述第一發(fā)光元件與所述第二發(fā)光元件用于交替地朝向所述導(dǎo)光板發(fā)出第一光束與第二光束，所述第一光束與所述第二光束用于分別經(jīng)由所述第一入光面與所述第二入光面進入所述導(dǎo)光板中，且用于經(jīng)由所述第一表面從所述導(dǎo)光板射向所述控光元件；以及 視差產(chǎn)生器，配置于所述第一光束與所述第二光束的傳遞路徑上，且位于所述導(dǎo)光板與所述控光元件之間，其中所述視差產(chǎn)生器用于調(diào)整所述第一光束與所述第二光束的傳遞方向，以形成所述視差光束。
20.如權(quán)利要求19所述的顯示裝置，其中所述視差產(chǎn)生器為棱鏡片，所述棱鏡片具有多個棱鏡柱，其中所述棱鏡柱的尖端朝向所述導(dǎo)光板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種背光模塊，包括發(fā)光單元以及控光元件。發(fā)光單元用于提供一對視差光束，其中發(fā)光單元具有出光面。控光元件包括多個控光單元。各控光單元具有第一傾斜面、第二傾斜面以及第一平面。第一傾斜面相對于出光面傾斜。第二傾斜面相對于出光面傾斜，其中第二傾斜面的傾斜方向與第一傾斜面的傾斜方向相反。第一傾斜面、第二傾斜面以及第一平面用于將這對視差光束分開成多對子視差光束。一種顯示裝置亦被提出。
文檔編號G02B27/22GK102628563SQ20111035440
公開日2012年8月8日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者丁志宏, 楊哲軒, 許精益, 黃乙白 申請人:中強光電股份有限公司