防窥用背光模块的制作方法

1.本发明是有关于一种防窥用背光模块，特别是一种设置有两种发光元件的背光模块。


背景技术：

2.在显示面板的一种应用中必须满足防窥的目的，这样的显示面板可减少左右视角的对比度而具有相对较窄的视角。在现有技术中，可以在导光板上设计微结构，配合逆向微结构的棱镜片来达到防窥的目的。


技术实现要素：

3.本发明的实施例提出一种防窥用背光模块，包括多个背光单元，每个背光单元包括第一发光元件及多个第二发光元件。第一发光元件具有第一发光角度范围。第二发光元件的尺寸小于第一发光元件的尺寸，第二发光元件具有第二发光角度范围，第二发光角度范围小于第一发光角度范围。在第一模式中，第一发光元件的发光强度为第一强度，第二发光元件的发光强度为第二强度。在第二模式中，第一发光元件的发光强度为第三强度，第二发光元件的发光强度为第四强度，且第一强度大于第三强度，第二强度小于第四强度。
4.在一些实施例中，第一发光角度范围大于等于120度且小于等于160度，第二发光角度范围大于等于15度且小于等于40度。
5.在一些实施例中，第一发光元件具有第一最大发光强度，第二发光元件具有第二最大发光强度。第一强度为第一最大发光强度的100％，第二强度小于等于第二最大发光强度的20％。第三强度大于等于第一最大发光强度的25％且小于等于第一最大发光强度的50％，第四强度为第二最大发光强度的100％。
6.在一些实施例中，每个背光单元包括四个第二发光元件，第一发光元件设置在这四个第二发光元件的其中两个之间且在四个第二发光元件的其中另外两个之间。
7.在一些实施例中，上述的背光单元包括第一背光单元与第二背光单元，第一背光单元相邻于第二背光单元。第二背光单元中的四个第二发光元件的设置方位分别相对于第一背光单元中的四个第二发光元件旋转45度。
8.在一些实施例中，每个背光单元还包括支撑元件，支撑元件设置于第一发光元件之上，支撑元件的下表面的面积小于第一发光元件的上表面的面积。
9.在一些实施例中，防窥用背光模块还包括光学结构，此光学结构设置于支撑元件上方且直接接触支撑元件。
10.在一些实施例中，支撑元件为多角锥台，此多角锥台具有上表面与下表面，多角锥台的上表面相对于多角锥台的下表面具有旋转角度，此旋转角度大于0度。
11.在一些实施例中，多角锥台的上表面的面积小于等于多角锥台的下表面的面积的二分之一。多角锥台的下表面的面积大于等于第一发光元件的上表面的面积的十分之一且小于等于第一发光元件的上表面的面积的五分之四。
12.在一些实施例中，上述的旋转角度为45度。
13.在一些实施例中，多角锥台的下表面具有内圆，此内圆的直径为y微米，多角锥台具有高度，此高度为x微米，其中，x为y的0.5倍至1倍。
14.在一些实施例中，在第二模式下，背光单元所形成的亮度视角范围大于等于30度且小于等于45度。
15.与现有技术相比，根据本发明的防窥用背光模块，可以达到防窥的目的。
附图说明
16.为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
17.图1是根据实施例绘示防窥用背光模块的俯视示意图；
18.图2是根据实施例绘示发光元件的光包图；
19.图3是根据实施例绘示两种模式的示意图；
20.图4是根据实施例绘示背光单元的示意图；
21.图5是根据实施例绘示防窥用背光模块的俯视示意图；
22.图6是根据实施例绘示支撑元件510的立体图；
23.图7是根据实施例绘示支撑元件的俯视图与侧视图；
24.图8是根据实施例绘示显示装置的示意图。
25.【符号说明】
26.100-背光模块
27.110a-第一背光单元
28.110b-第二背光单元
29.121-第一发光单元
30.122-第二发光单元
31.201-第一光包图
32.202-第二光包图
33.210,220-发光角度范围
34.310-第一模式
35.320-第二模式
36.410a-第一背光单元
37.410b-第二背光单元
38.421-第一发光元件
39.422-第二发光元件
40.510-支撑元件
41.520,610-上表面
42.611,621-边
43.620-下表面
44.630-内圆
45.710-俯视图
46.720,730-侧视图
47.801-背板
48.802-基板
49.803-第一发光元件
50.804-第二发光元件
51.805-支撑元件
52.806-背光单元
53.811-中框
54.812-光学结构
具体实施方式
55.关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指次序或顺位的意思，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。
56.图1是根据实施例绘示防窥用背光模块的俯视示意图。请参照图1，背光模块100包括多个背光单元，在此以不同的排列方向将这些背光单元分为第一背光单元110a与第二背光单元110b。每个背光单元中包括两种发光元件，分别是一个第一发光元件121与四个第二发光元件122，这些发光元件例如是发光二极管，这些发光二极管的尺寸可以是毫米等级、微米等级或是纳米等级，本发明并不以此为限。特别的是，第二发光元件122的尺寸小于第一发光元件121的尺寸，并且第二发光元件122的发光角度范围小于第一发光元件121的发光角度范围。第一发光元件121与第二发光元件122的光包图(或称极性强度图或光线分布曲线)请参照图2，其中第一光包图201是对应至第一发光元件121，第二光包图202是对应至第二发光元件122。在此实施例中，第一发光元件121的发光角度范围210等于160度，第二发光元件122的发光角度范围220等于40度。在一些实施例中，第一发光元件121的发光角度范围大于等于120度且小于等于160度，第二发光元件122的发光角度范围大于等于15度且小于等于40度。
57.背光模块100可操作在两种模式下。图3是根据实施例绘示两种模式的示意图。第一模式310也称为正常模式，此时需要提供广视角的光源，在此模式下第一发光元件121的发光强度较大(为第一强度)，第二发光元件122的发光强度较小(为第二强度)。第二模式320也称为防窥模式，此时需要提供窄视角的光源，在此模式下第一发光元件121的发光强度较小(为第三强度)，第二发光元件122的发光强度较大(为第四强度)。值得注意的是，上述“较大”与“较小”的描述是指第一发光元件121/第二发光元件122与自身相比，而不是第一发光元件121与第二发光元件122相比。换言之，上述的第一强度大于第三强度，而第二强度小于第四强度，但本发明并不限制第一强度与第二强度之间的大小关系，也不限制第三强度与第四强度之间的大小关系。
58.在一些实施例中，上述的第一至第四强度是用对应发光元件的最大发光强度的百分比来表示。具体来说，第一发光元件121具有第一最大发光强度，上述的第一强度例如为第一最大发光强度的100％，上述的第三强度大于等于第一最大发光强度的25％且小于等于第一最大发光强度的50％。另一方面，第二发光元件122具有第二最大发光强度，上述的第二强度小于等于第二最大发光强度的20％，第四强度为第二最大发光强度的100％。以另
一个方面来说，在第一模式310下，第一发光元件121以第一最大发光强度发光，而第二发光元件122以第二最大发光强度的0～20％发光，在一些实施例中第二发光元件122也可以关闭。在第二模式320下，第二发光元件122以第二最大发光强度发光，由于第二发光元件122的发光角度范围较小，因此背光单元的暗区较大，这时可开启第一发光元件121但以第一最大发光强度的25％～50％发光，用以作为补足暗区的问题。由于在第二模式下有第一发光元件121做补偿，因此第一发光元件121加上第二发光元件122的等效发光角度范围(也称为亮度视角范围)会大于第二发光元件122自身的发光角度范围。在一些实施例中，在第二模式下所有背光单元所形成的亮度视角范围大于等于30度且小于等于45度，这意味着在此视角范围内的光源强度会大于等于预设值。
59.在图1与图3的实施例中，第一发光元件121从俯视图看为四边形，而四个第二发光元件122是分别设置在四边形的四个边。然而在一些实施例中，第一发光元件121从俯视图看也可以是圆形、八边形或其他多边形。举例来说，请参照图4，在此实施例中第一发光元件421从俯视图看为八边形，在第一背光单元410a中，四个第二发光元件422是分别设置在上、下、左、右四个边。在第二背光单元410b中，四个第二发光元件422是分别设置在左上、左下、右上、右下四个边。以另一个方面来说，不论是图1或是图4的实施例，第一发光元件设置在两个第二发光元件之间且在另外两个第二发光元件之间。在其他实施例中，每个背光单元也可以设置更多或更少个第二发光元件，本发明也不限制这些第二发光元件的设置位置。
60.在图1的实施例中，第一背光单元110a与第二背光单元110b是交错的排列，也就是说每个第一背光单元110a至少相邻一个第二背光单元110b，而每个第二背光单元110b至少相邻一个第一背光单元110a。第二背光单元110b相对于第一背光单元110a来说是旋转了45度(顺时针或逆时针)。换言之，第二背光单元110b中的四个第二发光元件122的设置方位分别相对于第一背光单元110a中的四个第二发光元件122旋转45度。通过设置不同旋转角度的第一背光单元110a与第二背光单元110b，背光模块100提供的光源会更均匀。
61.图5是根据实施例绘示防窥用背光模块的俯视示意图。在图5的实施例中，每个背光单元还包括支撑元件510，此支撑元件510设置于第一发光元件421之上。支撑元件510也可以设置在图1的第一发光元件121之上。支撑元件510是由透明材料所形成，用以将第一发光元件121/421所发出的光线扩散，使得光源更加均匀。在一些实施例中，支撑元件510的下表面(例如图7的下表面620)的面积小于第一发光元件421的上表面520的面积。在一些实施例中，支撑元件510的下表面的面积大于等于第一发光元件421的上表面520的面积的十分之一且小于等于第一发光元件421的上表面520的面积的五分之四。
62.图6是根据实施例绘示支撑元件510的立体图，图7是根据实施例绘示支撑元件的俯视图与侧视图。请参照图6与图7，在图6中绘示了两种实施例的支撑元件，这两个实施例具有不同的高度。图7绘示了俯视图710，从前方看的侧视图720，以及从右侧看的侧视图730。在这些实施例中，支撑元件510是一个多角锥台，也就是说支撑元件510的上表面610与下表面620都是多边形，在此例子中为六边形，但本发明并不以此为限。值得注意的是，上表面610相对于下表面620具有旋转角度，此旋转角度大于0度，例如为45度，但本发明并不以此为限。这样经过“旋转扭曲”的多角锥台，可以将第一发光元件的光源更均匀地扩散出去。以另一个方面来说，上表面610的多个边分别对应至下表面的多个边，例如边611对应至边621，但从上表面610的法向量来看，边611与边621并不平行。
63.下表面620具有内圆630(例如内切圆)，此内圆630的直径为y微米。此多角锥台的高度为x微米。在一些实施例中，x为y的0.5倍至1倍。在一些实施例中，上表面610的面积小于等于下表面620的面积的二分之一。
64.图8是根据实施例绘示显示装置的示意图。请参照图8，显示装置包括背板801、基板802、多个背光单元806、中框811与多层光学结构812。为了简化起见，在此并没有绘示显示装置的所有元件。在此实施例中，每个背光单元806包括第一发光元件803、第二发光元件804与支撑元件805，这些元件已经详细说明如上，在此并不再赘述。在一些实施例中，基板802的上表面具有反射材料，光学结构812可包括导光板、扩散片、偏振片或其组合。在此实施例中，光学结构812是设置在支撑元件805上方，其中一层光学结构812会直接接触支撑元件805。在其他实施例中，支撑元件805也可以不直接接触光学结构812，因此支撑元件805与光学结构812之间可具有空隙。
65.虽然本发明已经以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许变动与润饰，所以本发明的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。