一种用于车辆部件的背光模组的制作方法

1.本公开涉及一种背光模组，特别是，用于显示车辆信息的车辆部件的背光模组。


背景技术：

2.机动车辆通常使用仪表组来向驾驶员显示车辆运行参数，诸如车辆速度、行驶距离、燃油表、发动机转速和方向指示器。
3.随着机动车辆的发展，传递给驾驶员的信息越来越多。例如导航地图、警告系统和胎压监测信息，这些信息可由车辆内的控制单元集成和分析。因此，需要改进对有限空间的利用，并且仪表盘正被显示设备、抬头显示器或甚至作为售后市场产品或车间改装可用的辅助显示器所代替，例如用于安装在机动车辆面板上的附加显示设备，从而可以向驾驶员传递更多信息。
4.由于技术限制和/或外部因素，诸如通过挡风玻璃照射到机动车辆面板上的车辆外部的阳光或自然光，在机动车内使用显示器来传递车辆信息的主要挑战之一是信息的可见性。在信息显示方面使用的术语“可见性”指的是显示在显示器上的信息具有普遍的突出性，以达到能够被观看者清楚地看到或阅读的程度。
5.在光学传输领域中，使用导光板是用于将光线引导到特定区域，例如显示区域，以增加照明的常见方案。在显示设备中，背光模组代替了导光板以照射显示面板，提高对比度和分辨率，从而使视觉输出，例如显示的图形内容或车辆信息可以被观看者轻松地看到，。
6.由于当前技术限制，来自显示设备的背光模组的一些光线仍可能通过显示器泄漏，从而在屏幕的暗区周围产生光晕。这是一种不良影响，因为它不仅影响所显示的视觉输出的美观性，光晕效应也可能降低所显示的信息的可见性，这甚至可能导致驾驶员出现安全问题。因此，需要一种背光模组以实现局部调光的目的，从而有效地形成高对比度、高分辨率的数字车载信息显示设备。


技术实现要素：

7.本公开的目的是，通过提供独立权利要求的主题，来改善数字显示设备中由于光通量从一个区域到另一个区域传输的光线引起的不期望的光晕效应的问题。
8.如上所述的目的是通过一种用于车辆部件的背光模组来实现。背光模组可以包括被分成分段阵列的屏幕和用于引导光线通过屏幕的透明板。分段阵列中的每个分段可以被配置为在用于允许从透明板引导的光线通过所述分段的通过模式和用于阻挡从透明板引导的光线通过所述分段的阻挡模式之间切换。术语“透明”可以指透视效果或透明材料。在本文所用的上下文中，“透明板”指的是由透视材料制成的板，使得后面或下面的物体可以被看到，并且同时允许光线通过。透明材料的一个示例是树脂。有利的是，背光模组的配置包括被分成分段阵列的屏幕，并且将屏幕与用于引导光线的透明板集成在一起，以达到当来自背光模组的光线照射显示面板时防止光通量传播到邻近分段的目的。因此，显示设备具有高对比度和高分辨率输出。
9.可选地，屏幕可以被配置为将分段阵列的至少第一区域切换到用于允许光线通过透明板以到达屏幕的通过模式，同时将分段阵列的至少第二区域切换到阻挡光线通过透明板以到达屏幕的阻挡模式。有利的是，将每个分段在通过模式和阻挡模式之间切换的功能能够控制一个或多个分段处的工作模式，从而消除光晕效应。
10.可选地，每个分段可以被配置为，在切换到通过模式时，允许从透明板引导的光线中至少45％的具有380nm至780nm的波长的光线传播通过所述分段。可选地，每个分段可以被配置为阻挡从透明板引导的光线传播通过所述分段，其中优选地，来自透明板并具有380nm至780nm的波长的光线的至少95％被阻挡。通过每个分段的低强度光线的益处在于实现了光通量的消除并提高了局部调光效果。
11.可选地，背光模组还包括用于为将一个或多个分段在通过模式和阻挡模式之间切换提供电场的装置，其中优选地，用于提供电场的装置可以被配置为将多个分段彼此独立地从通过模式切换到阻挡模式，反之亦然。
12.可选地，当切换到阻挡模式时，分段可以大体上或完全是黑色的。大体上黑色的分段可以是阻挡至少98％，更优选地99％，甚至更优选地99.9％的光线的分段。大体上黑色的或完全黑色的分段的优势在于，消除了围绕视觉输出中的不良的光晕效应，从而实现了局部调光。
13.可选地，光源可以沿透明板的至少一个侧端位移。这种配置的益处在于形成了更薄的背光模组。
14.可选地，屏幕可以包括显示面板。显示面板可以是一种液晶显示面板，其包括薄膜晶体管显示面板或扭曲向列显示面板。可选地，屏幕可以由调光玻璃构成。有利的是，上述配置可以很容易地与常规背光模组集成，而无需设计和制造屏幕，还同时实现了产生一种高对比度、高分辨率数字车载信息显示设备的背光模组的目的。
15.可选地，显示面板可以包括彩色滤光片。彩色滤光片的每个单元可以与屏幕的每个分段至少部分地对齐。有利的是，这种配置提高了所显示的图像的对比度，以实现高分辨率的视觉透视。
16.上述目的通过用于安装到机动车辆的面板上的车辆部件实现。车辆部件可以包括显示面板和如本文所公开的背光模组。合适类型的车辆部件可以是数字仪表盘或用于显示车辆信息的显示器。有利的是，使用具有本文公开的背光模组配置的显示面板实现了用于机动车辆的高对比度、高分辨率显示设备。由于背光模组消除了光通量和光晕效应，因此实现了局部调光。
17.上述目的是通过公开一种车辆部件实现，所述车辆部件可操作以隐藏于所公开的机动车辆的面板下方或从所述面板弹出。车辆部件可以包括显示面板和如本文所公开的背光模组。使用具有本文公开的背光模组配置的显示面板的益处在于实现了用于机动车辆的具有局部调光效果的高对比度、高分辨率显示设备。由于背光模组消除了光通量和光晕效应，因此实现了局部调光。
18.本公开的其他方面和优点将在下文详细描述。
附图说明
19.通过参考附图对实施例的下列描述，其他目的和方面将变得显而易见，其中：
20.图1a示出了根据示例性实施例的背光模组的剖视图。
21.图1b示出了根据示例性实施例的背光模组的俯视图。
22.图1c示出了根据示例性实施例的背光模组的运行时的俯视图。
23.图2示出了根据示例性实施例的包括背光模组的数字显示设备的侧视图。
24.图3示出了根据第二示例性实施例的包括背光模组的数字显示设备的侧视图。
25.图4a示出了根据示例性实施例的包括背光模组的数字车辆信息显示设备。
26.图4b示出了根据第二示例性实施例的包括背光模组的数字车辆信息显示设备。
27.在参考上述附图描述的各个实施例中，相同的附图标记在多个视图和/或配置中指的是相同的部件。
具体实施方式
28.下文描述的实施例用于帮助对本公开的理解，本领域技术人员应当理解，本公开并不限于以下所描述的实施例。
29.在下文中，术语“透明”指的是透视或透明材料，使得后方或下方的物体和/或物体的特性可以被看到，用于允许光线通过。例如，当提到诸如“透明板”之类的物体或物品时，表示该板由透明、透视材料制成，从而允许光线通过。透明材料的一个示例是树脂。
[0030]“以上”、“以下”、“下方”、“后方”等术语用于描述附图，并不代表如所附权利要求所定义的对本公开范围的限制。
[0031]
在本公开的上下文中使用的术语“第一”、“第二”和“第三”等可以指根据各种示例性实施例的不同元素的修改，但不限于此。这些表达可用于区分一个元素与另一个元素，而不考虑重要性顺序。
[0032]
术语“对齐”及其语法变体应解释为指元素按彼此的相对关系放置。在本文使用的上下文中，两个或多个元素的术语“对齐”是指元素a与元素b在相对直线上的排列。
[0033]
在颜色上下文中使用的术语“大体上”应优选地指在380nm至780nm波长范围内低于0.1％至0.001％的光的被阻挡的色调，即不存在可见光。
[0034]
参考附图，图1a示出了背光模组100a的侧视图，其包括屏幕102、透明板104和背板或壳体108。光源106设置在透明板104的侧端(a)。光源106可以是条状物或图1b所示的发光二极管(led)106’、106”的阵列。光源106可以沿透明板104的至少一个侧端设置。在某些实施例中，光源可以围绕透明板104的外周设置。
[0035]
参考图1b，其示出了根据示例性实施例的背光模组100b的俯视图，屏幕102被分成多个分段的阵列。如图所示，分段阵列110包括两个或多个分段，每个分段112与同一行和/或列中的另一个分段112并排设置。从俯视图可以看出，光源106具有多个led 106’、106”，其沿屏幕102的至少一个侧端(a)设置。
[0036]
每个分段112在允许光线通过的模式(即通过模式)和阻挡光线通过的模式(即阻挡模式)之间工作，其在通过模式和阻挡模式之间的切换应由提供电场的装置来操作。通过模式和阻挡模式之间的模式切换应同时进行。用于提供电场的合适装置的示例可以是诸如印刷电路板(pcb)的电路或可由处理器执行的计算机程序。用于在通过模式和阻挡模式之间向一个或多个分段(110)提供电场的装置，其中优选地，用于提供电场的装置被配置为将多个分段(110)彼此独立地从通过模式切换到阻挡模式，反之亦然。可在通过模式和阻挡模
式之间操作的合适类型的屏幕的示例可以是调光玻璃(也被称为智能玻璃)或一种允许矩阵控制的液晶显示器，诸如薄膜晶体管(tft)显示面板或扭曲向列(tn)显示面板。为了清楚和简洁起见，调光玻璃的示例包括由活性组分制成或用活性组分处理过的玻璃，所述活性组分用于在施加电场时在允许光线通过的通过模式和阻挡光线通过的阻挡模式间切换。在某些具体实施方式中，玻璃贴附有具有活性组分的胶膜。活性组分包括电致变色材料、光致变色材料、热致变色材料、悬浮颗粒、微盲孔或聚合物分散性液晶(pdlc)。其他适用于在允许光线通过和阻挡光线通过之间切换的玻璃材料可以在以下文献中找到：baetens,r.；jelle,b.p.；gustavsen,a.(2010)."properties,requirements and possibilities of smart windows for dynamic daylight and solar energy control in buildings:a state-of-the-art review".solar energy materials and solar cells.
[0037]
当在通过模式下工作时，光源106发射的光线从透明板104引导并传播通过屏幕102的每个分段112。允许传播通过屏幕102的光线的强度应至少是引导通过透明板104的光线的45％。如附图的图1c所示，第一区域或并排设置的分段112’的簇在同一模式下工作，表示为当允许光线通过至少一个分段112时被点亮。
[0038]
当在阻挡模式下工作时，光源106发射的光线被传输过透明板104。然而，在阻挡模式下工作的每个分段112阻挡光线传播过屏幕102的每个分段112。参考图1c，这些在阻挡模式下工作的分段112被示为第二区域或分段112”的簇，即，并排设置的两个或多个分段在同一模式下工作，其呈现出大体黑色或接近黑色的视觉输出。本文公开的背光模组的配置的优点之一在于能够配置屏幕102的每个分段112在允许光线通过分段的模式和阻挡光线通过每个分段或分段簇的模式之间切换，从而将照明定位在特定位置或预定区域，减少由于光线从相邻单元传播而产生的光通量，从而减少光晕效应并实现局部调光。以上公开提供了可以单独运行(即每个分段)或区域运行(即分段簇)的分段阵列110的示例性实施例。用于提供用于在通过模式和阻挡模式之间切换一个或多个分段的电场的装置被配置为切换通过模式或阻挡模式下的多个分段，以形成一个区域或分别作为分段112’或分段112”工作的分段簇。用于提供电场的装置还被配置为将分段阵列的每个分段112彼此独立地从通过模式切换到阻挡模式，反之亦然。虽然给出的示例仅示出了在通过模式和阻挡模式下工作的单个排中的两个分段(分段阵列的一排中的2个分段)，但是本领域技术人员应该理解，取决于设计规范，在不脱离本公开的范围的情况下，允许光线通过分段112或阻挡光线通过分段112的分段阵列110的簇化是非限制性的并且可以以任何组合进行簇化，例如，2排或列中的2个分段、6排或列中的6个分段等等。
[0039]
现在转到附图的图2，示出了示例性实施例中的背光模组200a的剖视图。根据本示例性实施例，车辆部件200包括显示面板212和背光模组200a。背光模组200a包括透明板204、屏幕206、位于透明板204的侧端(a)的光源214、和壳体216。利用显示面板和背光模组的车辆部件的示例可以是数字仪表盘或用于显示车辆信息的显示设备。车辆部件200可以包括用于将光线引导到显示区域以增加照明并提高显示的视觉输出的可见性的其他光学元件，其中这种部件可以包括反光板202、漫射层208和光学箔层210等。然而，本领域技术人员应该理解，在车辆部件200的设计中对上述光学元件的类型和/或位置的修改不应偏离本公开的范围。
[0040]
在如图3所示的另一个实施例中，示出了根据本公开的背光模组300a。根据本实施
例，屏幕是显示面板308。显示面板的一个示例是一种液晶显示面板，诸如薄膜晶体管(tft)显示面板或扭曲向列(tn)显示面板。lcd显示面板308的每个分段与彩色滤光片304的图像单元对齐。光源314位于透明板312的侧端(a)。背板或壳体216用于容纳部件。在本实施例中，彩色滤光片304与背光模组300a一起使用，以实现高分辨率视觉输出。这里的图3所示为红蓝绿(rdb)彩色滤光片。本领域技术人员应当理解，对彩色滤光片的类型的修改是非限制性的并且不脱离本公开的范围。彩色滤光片304的图像单元可以对准并粘贴到lcd显示面板308的每个分段，以形成集成的背光模组。诸如顶部偏光片302和后部偏光片210的可选光学元件对于增加照明可能是有必要的。
[0041]
再次参考图1c和上文的描述，当在通过模式下工作时，分段112’的簇允许光线传输过透明板104，并传播通过屏幕102的每个分段112。由于允许光线传播通过分段112’的簇，用户可以在通过模式下工作的分段112’上观看视觉输出，这转而限定了第一区域，例如，用于在显示设备上显示视觉输出的显示区域。当光线通过显示面板(例如，如图2所示的一个实施例中示出的显示面板212)从背光模组100a、100b和110c照射时，如图1c所示在阻挡模式下工作的分段112”的簇限定了第二区域或非显示区域。
[0042]
通过如图4a所示的示例性实施例，示出了车辆部件400a。用于显示车辆信息的数字显示设备404安装在机动车辆的面板402上。这种车辆部件400a的一个示例是数字仪表盘。与在通过模式下工作的屏幕102的分段112’的位置对应的视觉输出由分段112’(参考图1c)的簇表示，限定了显示区域406、406’。在阻挡模式下工作的分段对应于分段112”的至少一个簇的位置，所述簇是大体黑色的或完全黑色的视觉输出，限定了第二区域或非显示区域408。显示区域406、406’可以被同时切换到相应模式，即阻挡模式和通过模式。
[0043]
在图4b所示的另一个示例性实施例中，是另一种车辆部件400b。这种数字显示设备404的示例也用于机动车辆中以用于显示车辆信息，但可以隐藏在机动车的面板402或从中弹出。视觉输出限定了第一区域或显示区域406。图1c示出了屏幕102的分段112’的簇对应的406’，在通过模式下工作。同样，第二区域或非显示区域408在阻挡模式下工作。非显示区域408对应于图1c所示的分段阵列的分段112”的簇的位置，其阻挡光线通过至少一个分段112。
[0044]
如以上示例性实施例中所示，屏幕102、206和308能够可操作地在第一区域切换到通过模式，从而在显示面板上产生视觉输出，并同时在第二区域切换到阻挡模式，从而通过向屏幕102、206和308提供电场而产生大体黑色的或完全黑色的分段。为了在显示面板上形成高对比度、高分辨率视觉输出，屏幕102、206和308的每个分段112能够可操作地切换到阻挡模式以阻挡从透明板104、204和312引导的光线传播通过分段112。优选地，来自透明板并具有380nm至780nm波长的光线的至少95％被阻挡，从而实现局部调光。目的是允许0％的光线通过(即要阻挡100％的光线)每个分段112，以实现大体黑色或完全黑色的非显示区域，即不存在光线。优选地，被阻挡通过每个分段112的光线或从透明板104、204和312引导的光线的百分比应该为至少98％，更优选地99％，甚至更优选地99.9％，这些光线落入380nm至780nm波长的范围内，以实现大体黑色或完全黑色的分段112”或非显示区域408。
[0045]
上面的详细描述用于解释本公开的原理及其实际应用的目的，从而使本领域的其他技术人员能够理解本公开的各种示例性实施例以及适合于预期的特定用途的各种修改。详细描述并非旨在详尽无遗或将本公开内容限制为此处的精确实施例。对本领域技术人员
来说，修改和等同物将是显而易见的，并且包含在所附权利要求的范围和精神内。
[0046]
附图标记列表
[0047]
图1a
[0048]
102-屏幕
[0049]
104-透明板
[0050]
106、106
’‑
光源
[0051]
图1b
[0052]
102-屏幕
[0053]
104-光源
[0054]
110-分段阵列
[0055]
112-至少一个分段
[0056]
图1c
[0057]
102-屏幕
[0058]
104-光源
[0059]
112-至少一个分段
[0060]
112
’‑
通过光线的至少一个分段
[0061]
112
’‑
阻挡光线的至少一个分段
[0062]
图2
[0063]
200-数字显示器
[0064]
202-反光板
[0065]
204-透明板
[0066]
206-屏幕
[0067]
208-漫射层
[0068]
210-光学箔层
[0069]
212-显示层
[0070]
214-光源
[0071]
216-壳体
[0072]
图3
[0073]
300-数字车辆信息显示器
[0074]
302-顶部偏光片
[0075]
304-彩色滤光片
[0076]
306-光学贴合
[0077]
308-屏幕
[0078]
310-后部偏光片
[0079]
312-透明板
[0080]
314-光源
[0081]
316-背板
[0082]
图4a
[0083]
400a-车辆部件
[0084]
402-面板404-用于显示车辆信息的显示设备406、406
’‑
显示区域
[0085]
408-非显示区域
[0086]
图4b
[0087]
400b-车辆部件
[0088]
402-面板404-用于显示车辆信息的显示设备406、406
’‑
显示区域408-非显示区域

技术特征：
1.一种用于车辆部件(200、300、400a-b)的背光模组(100a-c、200a、300a)，包括：屏幕(102、206、308)，其被分成分段阵列(110)；和透明板(104、204、312)，用于引导光线通过所述屏幕(102、206、308)；其中，所述分段阵列(110)的每个分段(112)被配置为在以下模式之间切换：-通过模式，其用于允许从所述透明板(104、204、312)引导的光线通过所述分段(112)；和-阻挡模式，其用于阻挡光线通过所述分段(112)。2.根据权利要求1所述的背光模组(100a-c、200a、300a)，其中所述屏幕(102、206、308)被配置为：-将所述分段阵列(110)的至少第一区域(112’)切换到用于允许光线通过所述透明板(104、204、312)而到达所述屏幕(102、206、308)的所述通过模式；以及同时-将所述分段阵列的至少第二区域(112”)切换到用于阻挡光线通过所述透明板(104、204、312)而到达所述屏幕(102、206、308)的所述阻挡模式。3.根据权利要求1-2所述的背光模组(100a-c、200a、300a)，其中每个分段(112)被配置为允许从所述透明板(104、204、312)引导的光线传播通过所述分段(112)，其中来自所述透明板(104、204、312)的光线的至少45％传播通过被切换到所述通过模式的所述分段(112)。4.根据权利要求1-3所述的背光模组(100a-c、200a、300a)，其中每个分段(112)被配置为阻挡从所述透明板(104、204、312)引导的光线传播通过所述分段(112)，其中优选地，来自所述透明板(104、204、312)并具有380nm至780nm波长的光线的至少95％被阻挡。5.根据前述权利要求中任一项所述的背光模组a-c、200a、300a)，还包括用于为将一个或多个分段(110)在所述通过模式和所述阻挡模式之间切换提供电场的装置，其中优选地，用于提供电场的所述装置被配置为将多个分段(110)彼此独立地从通过模式切换到阻挡模式，反之亦然。6.根据前述权利要求中任一项所述的背光模组(100a-c、200a、300a)，其中当分段(112)被切换到所述阻挡模式时，所述分段(112)是大体黑色或完全黑色的。7.根据权利要求6所述的背光模组(100a-c、200a、300a)，其中所述大体黑色的分段(408)为阻挡来自透明板(104、204、312)的所述光线的至少98％，优选地至少99％，更优选地至少99.9％的分段(112)。8.根据前述权利要求中任一项所述的背光模组(100a-c、200a、300a)，其中所述光源(106、314)沿所述透明板(104、204、312)的至少一个侧端(a)位移。9.根据前述权利要求中任一项所述的背光模组(100a-c、200a、300a)，其中所述屏幕(102、206、308)包括显示面板。10.根据权利要求9所述的背光模组(100a-c、200a、300a)，其中所述显示面板是液晶显示(lcd)面板的一种。11.根据权利要求10所述的背光模组(100a-c、200a、300a)，其中所述液晶显示面板包括薄膜晶体管(tft)显示面板或扭曲向列(tn)显示面板。12.根据前述权利要求中任一项所述的背光模组(100a-c、200a、300a)，其中所述屏幕(102、206、308)由调光玻璃构成。
13.根据权利要求9所述的背光模组(100a-c、200a、300a)，其中所述显示面板还包括彩色滤光片(304)，其中所述彩色滤光片(304)的每个单元(r、g、b)与所述屏幕(102、206、308)的每个分段至少部分地对齐。14.一种用于安装在机动车辆的面板(402)上的车辆部件(400a)，包括：显示面板；以及如权利要求1至13中任一项所定义的背光模组(100a-c、200a、300a)。15.一种车辆部件(400b)，其可操作以隐藏在机动车的面板(402)下方或从中弹出，包括：显示面板；以及如权利要求1至13中任一项所定义的背光模组(100a-c、200a、300a)。

技术总结
公开了一种用于车辆部件的背光模组。特别是，车辆部件用于显示车辆信息。背光模组包括被分成分段阵列的屏幕和用于引导光线通过屏幕的透明板。分段阵列中的每个分段能够在允许光线通过并容许光线通过透明板和屏幕的模式和阻挡光线通过屏幕的模式之间操作。和阻挡光线通过屏幕的模式之间操作。和阻挡光线通过屏幕的模式之间操作。


技术研发人员：友才
受保护的技术使用者：大陆汽车科技有限公司
技术研发日：2021.07.23
技术公布日：2023/10/7