背景技术
近年来,由于发光二极管(LightEmittingDiode,LED)在工艺与材料方面的不断改良,使得发光二极管的发光效率大幅提升。不同于一般的日光灯或省电灯泡,发光二极管具有低耗电量、使用寿命长、安全性高、发光响应时间短及体积小等特性,因此也逐渐地应用于照明设备、灯箱或发光模块中。其中,照明设备例如是室内、外灯具、手电筒、汽机车的头、尾灯或其他的照明装置,而发光模块例如可应用而成为显示装置的背光模块或其它用途。
请参照图1A及图1B所示,其分别为现有的一种显示装置1的立体示意图及侧视示意图。
显示装置1包括一显示面板11以及一发光模块12。于此,发光模块12为显示装置1的背光模块,并可发出光线L穿过显示面板11,以显示影像画面。
发光模块12设置于显示面板11的一侧,并可包含两侧光源121、一个平板状的导光板122及多个导光元件123。两侧光源121是分别以发光二极管光条为例,并分别设置于导光板122相对的两侧边,以分别发出光线L由导光板122的一入光面I入射至导光板122。各导光元件123分别为斜条状(斜直线)的白色油墨,并涂布于导光板122的一底面B1上。其中,导光板122是通过全反射引导光线由两侧传递至中央。另外,导光元件123的功能在于破坏光线的全反射,以导引光线由导光板122的出光面O射出并射向显示面板11,以显示影像画面。
然而,当光线L由导光板122的出光面O射出时,出光面O上的光线形式为亮暗间隔交错排列的斜直线图形,由于显示面板11上具有条状交错的遮光层(即黑色矩阵、不透光,图未显示),如图1C的区域A所示(图1C中显示的直线条纹M为光线L通过遮光层所形成,而斜条纹N为导光板122的出光面O上亮暗交错排列的斜直线光线所形成),会使射出显示面板11的光线出现光学衍射的干扰现象而出现干涉条纹(图1C的区域A只标示一条干涉条纹,其余未标示),亦即出现俗称的叠纹(Moiré)现象,造成显示装置1的显示品质降低。
因此,如何提供一种发光模块及显示装置,可改变出光光形,并破坏干涉条纹而改善显示装置的显示品质,已成为重要课题之一。
发明内容
有鉴于上述课题,本发明的目的为提供一种可改变出光光形,并破坏干涉条纹而改善显示装置的显示品质的发光模块及显示装置。
为达上述目的,依据本发明的一种发光模块与一显示面板配合,显示面板具有多个像素,各像素分别具有多个次像素,发光模块包括一导光板、多个导光元件及一发光单元。导光板可导引光线的方向,并具有至少一入光面和两相对的侧面,该等导光元件设置于导光板的该等侧面其中之一,各导光元件分别与一个像素对应设置,由垂直该等侧面其中的一方向观察,各导光元件的俯视面积分别大于零,且小于与导光元件对应的像素的面积,发光单元设置于导光板的入光面处,其中发光单元所发出的光线进入导光板后,通过导光板及该等导光元件的导引,可将光线以亮暗交错排列的形式由导光板的该等侧面的其中之一导出。
在一实施例中,由平行该等侧面的其中的一方向观察,该等导光元件的形状为凹槽状或凸起状。
在一实施例中,各导光元件上分别设置一反射材料。
在一实施例中,由垂直该等导光元件设置的侧面方向观察,各导光元件的俯视形状分别为多边形、椭圆形、圆形、ㄑ形或不规则形。
在一实施例中,显示面板具有一第一像素及一第二像素,第一像素及第二像素分别至少含有三个次像素,该等次像素由左至右分别为第一次像素、第二次像素与第三次像素,该等导光元件由左至右分别为一第一导光元件及一第二导光元件,第一导光元件与第一像素的第一次像素对应设置,第二导光元件与第二像素的第二次像素对应设置。
在一实施例中,显示面板具有一第一像素及一第二像素,第一像素及第二像素分别至少含有三个次像素,该等次像素由左至右分别为第一次像素、第二次像素与第三次像素,该等导光元件由左至右分别为一第一导光元件及一第二导光元件,第一导光元件与第一像素的第一次像素对应设置,第二导光元件与第二像素的第三次像素对应设置。
在一实施例中,显示面板具有一第一像素及一第二像素,第一像素及第二像素分别至少含有三个次像素,该等次像素由左至右分别为第一次像素、第二次像素与第三次像素,该等导光元件由左至右分别为一第一导光元件及一第二导光元件,第一导光元件与第一像素的第一次像素对应设置,第二导光元件与第二像素的第一次像素对应设置。
在一实施例中,各导光元件分别与一个次像素对应设置,由垂直该等侧面其中的一方向观察,各导光元件的俯视面积分别大于零,且分别小于或等于与导光元件对应的次像素的面积。
在一实施例中,与该等导光元件对应的该等次像素的几何中心的连线分别为一直线、斜线或多条线段连接而成的一折线。
为达上述目的,依据本发明的一种显示装置包括一显示面板以及一发光模块。显示面板具有多个像素,各像素分别具有多个次像素。发光模块与显示面板相对而设,并包含一导光板、多个导光元件及一发光单元,导光板可导引光线的方向,并具有至少一入光面和两相对的侧面,该等导光元件设置于导光板的该等侧面其中之一,各导光元件分别与一个像素对应设置,由垂直该等侧面其中的一方向观察,各导光元件的俯视面积分别大于零,且小于与导光元件对应的像素的面积,发光单元设置于导光板的入光面,发光单元所发出的光线进入导光板后,通过导光板及该等导光元件的导引,可将光线以亮暗交错排列的形式由导光板的该等侧面的其中之一导出。
在一实施例中,发光模块为显示装置的一背光模块。
在一实施例中,发光模块为显示装置的一视差屏障元件。
承上所述,因依据本发明的发光模块及显示装置中,显示面板具有多个像素。另外,发光模块的各导光元件分别与一个像素对应设置,且由垂直该等侧面其中的一方向观察,各导光元件的俯视面积分别大于零,且小于与导光元件对应的像素的面积。藉此,当光线由发光模块的导光板的侧面射向显示面板时,通过各导光元件分别与一个像素对应设置,且各导光元件的俯视面积小于与导光元件对应的像素的面积的设置,可于侧面上形成曲线状的亮暗交错排列的光线,且此曲线状的亮暗交错排列的光线可降低光学衍射的干涉条纹现象,因此,可提升显示装置的显示品质。
具体实施方式
以下将参照相关图式,说明依本发明较佳实施例的一种发光模块及显示装置,其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
请参照图2A、图2B及图2C所示,其中,图2A及图2B分别为本发明较佳实施例的一种显示装置3的立体示意图及侧视示意图,而图2C为图2A中,显示面板4的次像素与该等导光元件的对应示意图。于此,图2A至图2C只是示意,并未显示真实的物件比例。另外,为了清楚说明,图2C只显示显示面板4的次像素及导光板21及导光元件,并未显示显示面板4的其它元件。
显示装置3包括一发光模块2以及一显示面板4。显示面板4具有多个像素。于此,如图2C所示,显示面板4的该等像素形成一像素阵列,且各像素分别是以具有三个次像素R、G、B为例。
发光模块2与显示面板4相对而设。发光模块2包括一导光板21、多个导光元件211、一发光单元以及一反射材料24。在本实施中,发光模块2是作为显示装置3的一背光模块为例。不过,在其它的实施例中,发光模块2也可应用为一照明装置,或为一视差屏障(parallaxbarrier)元件或为一视差棱镜元件而应用于一立体显示装置,以提供视差屏障的效果而使显示装置可显示立体影像。
导光板21可导引光线的方向,并具有至少一入光面I和两相对的侧面S1、S2。于此,侧面S1为导光板21的下表面(可视为导光板21的底面),而侧面S2为导光板21的上表面。本实施例的导光板21的侧面S2为一出光面,不过,并不以此为限,在其它的实施态样中,导光板21的侧面S1(底面)也可为出光面。其中,导光板21(light-guidingplate)是以透光材料制成,而透光材料例如可为丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚乙烯树脂或玻璃,并不加以限制。另外,导光板21的剖面形状可例如为平板状或楔形。于此,是以平板状的导光板21为例。
该等导光元件211设置于导光板21的该等侧面S1、S2的其中之一,于此,导光元件211设置于导光板21的侧面S1。不过,在其它实施态样中,导光元件211也可设置于导光板21的侧面S2。本发明并不限定导光板21上有多少数量的导光元件211。其中,任意两个导光元件211之间不相交、不重叠及不连通。
每一个导光元件211分别与一个像素对应设置。在本实施例中,如图2C所示,每一个导光元件211分别与一个次像素对应设置。于此,导光元件211实际上分别为朝向侧面S2凹陷的微结构(microstructures,亦可称为凹槽),并可例如以蚀刻、光学或机械方式形成于导光板21的侧面S1上。另外,导光元件211亦可为一凸起的微结构,同样可达成相似功效,本发明并不特别限制。
在本实施例中,如图2B所示,各导光元件211沿一第一方向X(平行侧面S1的方向)分别具有一开口,开口具有一宽度P,宽度P介于50微米与150微米之间。另外,各导光元件211沿第一方向X(平行侧面S1的方向)的剖面形状可分别为弧形、多边形(可包含三角形、正方形、长方形、梯形、正多边形)或不规则形。再者,各导光元件211由垂直该等导光元件211设置的侧面S1方向观察(即一第二方向Y),各导光元件211的俯视形状可例如分别为多边形、椭圆形、ㄑ形、圆形或不规则形,且各导光元件211的俯视面积可大于零,且分别小于与导光元件211对应的像素的面积。具体而言,各导光元件211的俯视面积可大于零,且分别小于或等于与导光元件211对应的次像素的面积。于此,各导光元件211沿第一方向X(平行侧面S1的方向)的剖面形状分别以四边形,而其俯视(垂直侧面S1的方向)形状分别以四边形,且其俯视面积等于与导光元件211对应的次像素的面积为例。值得一提的是,各导光元件211沿第一方向X的剖面形状可为相同或不相同,也可部分相同及部分不同。在本实施例中,是以所有的导光元件211沿第一方向X的剖面形状均相同,且于第一方向X上,两相邻导光元件211之间的间隔均相同为例。另外,当导光元件211的俯视形状与对应的次像素相同时,发光模块2可具有最高的光源利用率。再者,也可通过调整每一个导光元件211的俯视面积大小或深度(或高度)来调整发光模块2的出光均齐度。此外,再一提的是,在本实施例中,导光元件211为规则排列,不过在其它的实施态样中,该等导光元件211的排列方向也可不一致(即不一定要朝向同一方向)。例如导光元件211可于侧面S1上自身转动一角度而不朝向同一方向(各导光元件211仍分别与一个次像素对应)。于此,自身转动角度可小于±90°。
在本实施例中,显示面板4具有一第一像素及一第二像素,第一像素及第二像素分别至少含有三个次像素,该等次像素由左至右分别为第一次像素、第二次像素与第三次像素,而该等导光元件211由左至右分别为一第一导光元件及一第二导光元件,其中,第一导光元件与第一像素的第一次像素对应设置,而第二导光元件与第二像素的第二次像素对应设置。举例而言,如图2C所示,导光板21上的第一导光元件211a与显示面板4第一排的第一像素的第一次像素R(标示为Ra)对应设置(每一像素均具有相邻的次像素R、G、B),而导光板21上的第二导光元件211b与显示面板4第二排的第二像素的第二次像素G(标示为Gb)对应设置。通过此原则,与该等导光元件211对应的该等次像素的几何中心的连线可分别为一直线,并可为一斜线L1,且两条相邻斜线L1之间的间距相等。当然,于其它的实施态样中,两条相邻斜线L1之间的间距可不相等。
请再参照图2B所示,发光单元设置于导光板21的入光面I。在本实施例中,是以两发光单元22、23分别邻设于导光板21的相对两侧的入光面I为例。其中,发光单元22、23所发出的光线分别由入光面I进入导光板21,且由与侧面S1相对的侧面S2射出。发光单元22、23可例如包含至少一发光二极管、至少一有机发光二极管(organiclight-emittingdiode,OLED)、至少一冷阴极荧光灯管(coldcathodefluorescentlamp,CCFL)、或至少一热阴极荧光灯管(hotcathodefluorescentlamp,HCFL),以分别作为发光单元22、23中的光源。于此,发光单元22、23分别以一发光二极管光条(lightbar)为例,且其分别具有多个发光二极管221、231,并分别设置于一电路板222、232上。在其它的实施态样中,也可只设置一组发光单元。
反射材料24分别设置于该等导光元件211上,并可反射发光单元22、23所发出的光线。其中,反射材料24可分别设置于该等导光元件211凹槽的内壁或凸起的外壁上,或者可分别填满该等导光元件211的凹槽。于此,反射材料24是以分别填满该等导光元件211的凹槽为例。在本实施例中,位于导光元件211内的反射材料24可破坏光线L的全反射,以使光线L由导光板21的侧面S2射出时(若反射材料24位于凸起的外壁上,则反射材料24可阻挡光线的行进,使光线L由侧面反射后再利用)。其中,反射材料24可包含氧化物,并例如可为白色的二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)或其它高反射率的物质。值得一提的是,导光元件211可选择不具有反射材料24,仅依靠散射效应导引光线L由其中一个侧面射出,并可造成射出的光线为亮暗交错排列的形式。因此,发光单元22、23所发出的光线L是由入光面I入射至导光板21,且于导光板21内进行全反射,以将光线传递至整个导光板21,并通过位于侧面S1的导光元件211(及反射材料24的设置),使得光线L可由侧面S2射出。
另外,请参照图2D所示,其为本发明较佳实施例另一态样的显示装置3a的次像素与该等导光元件的对应示意图。于此,图2D只显示显示面板4的次像素及导光板21a及其导光元件,并未显示显示面板4的其它元件。
在本实施例中,显示面板4具有一第一像素及一第二像素,该等导光元件由左至右分别为第一导光元件及一第二导光元件,第一导光元件与第一像素的第一次像素对应设置,而第二导光元件与第二像素的第三次像素对应设置。举例而言,如图2D所示,导光板21a上的第一导光元件211a是与显示面板4第一排的第一像素的第一次像素R(标示为Ra)对应设置,而导光板21a的第二导光元件211b是与显示面板4第二排的第二像素的第三次像素B(标示为Bb)对应设置。另外,导光板21a的第三导光元件211c是与显示面板4第三排的第三像素的第一次像素R(标示为Rc)对应设置。其它的对应关系不再详述,可参照图2D。因此,与该等导光元件211对应的该等次像素的几何中心的连线可分别为多条线段连接而成的一折线L2,且两条相邻折线L2之间的间距相等。当然,于其它的实施态样中,两条相邻折线L2之间的间距可不相等。提醒的是,本实施例的该等导光元件211与次像素R、G、B的相对位置关系只是举例,当然于其它的实施态样中,该等导光元件211与次像素R、G、B的相对位置关系可为不同。例如,第一导光元件与第一像素的第一次像素对应设置,而第二导光元件与第二像素的第一次像素对应设置,或其它的对应情况,于此,并不限定。
由实际的实验证明,于本发明的显示装置3、3a中,当光线L分别由发光模块2、2a的导光板21、21a的侧面S2射向显示面板4时,通过于导光板21、21a的侧面S1上设置有多个导光元件211,且每一个导光元件211分别与一个像素(次像素)对应设置(以及反射材料224的反射),可使射出导光板21、21a的光线L通过显示面板4时,不会与显示面板4上的遮光层(即黑色矩阵)产生光学衍射的干扰现象而出现干涉条纹,因此,不会造成显示装置3、3a的显示品质降低。
另外,请参照图2E所示,其为另一态样的显示装置3b的侧视示意图。
与显示装置3不同的是,显示装置3b中,由平行侧面S1(第一方向X)的方向观察,发光模块2b的导光元件211e为凸起的微结构,且反射材料24分别设置于该等导光元件211e凸起的外壁上。
此外,图2E的显示装置3b的其它技术特征可参照图2B的显示装置3,不再赘述。
再说明的是,在另一实施态样中,显示装置3、3a、3b的发光模块2、2a、2b更可包括一反射板及/或至少一光学膜片(图未显示),反射板可设置于导光板21、21a、21b的侧面的其中之一(与显示面板4的相反侧),以将射出侧面的光线再反射至导光板21、21a、21b内。光学膜片可例如为一扩散片,并可设置于发光模块2、2a、2b与显示面板4之间,以使射出发光模块2、2a、2b的光线通过扩散片后可形成一均匀的面光源。其中,反射板及光学膜片与导光板2、2a、2b之间可分别具有间隙。
另外,在又一实施态样中,发光模块2、2a、2b可作为一立体显示装置的视差(parallax)控制元件,以成为一视差屏障元件,光线L射出侧面S2时可形成交错排列的亮暗形式,且于侧面S2上交错排列的亮暗形式的光线可将显示面板4上的像素所输出的左眼影像可被传送至观看者的左眼,且将显示面板4上像素所输出的右眼影像可被传送至观看者的右眼,使得观看者的两眼可分别接受到具有两眼视差(binocularparallax)的不同影像,进而让观看者不需配戴辅助眼镜就能以裸眼感知立体影像。其中,在作为立体显示装置的视差屏障元件时,于第一方向X上,同一排的两个相邻导光元件的间距需相同。
另外,请参照图3所示,其为本发明又一实施态样的一种显示装置3c的立体示意图。
与图2A的显示装置3主要的不同在于,显示装置3c的导光板2c上的该等导光元件211d沿第一方向X的剖面形状为弧形(或称半圆形),而其俯视形状可例如分别为类椭圆形(即接近椭圆形)。
此外,显示装置3c的其它技术特征可参照显示装置3的相同元件,于此不再赘述。
另外,请参照图4A所示,其为本发明另一实施态样的一种显示装置3d的侧视示意图。
与显示装置3主要的不同在于,当发光模块2d作为显示装置3d的视差屏障元件而使显示装置3d可显示3D影像时,发光模块2d更可具有一光线衰减元件(attenuator)25设置于导光板21侧面S1的一侧。当光线穿出导光板21的侧面S1而进入光线衰减元件25时,光线衰减元件25可减低(或吸收)其能量,以避免射出侧面S1的光线再反射进入导光板21而干扰发光模块2d的出光,进而影响显示装置3d的立体显示效果。
另外,请参照图4B所示,其为本发明又一实施态样的一种显示装置3e的侧视示意图。
与显示装置3d主要的不同在于,当发光模块2d作为显示装置3e的视差屏障元件时,显示装置3e更可包括一背光模块BL,背光模块BL设置于发光模块2d的一侧(发光模块2d介于显示面板4及背光模块BL之间),以提供光线给显示面板4。其中,于显示装置3e要显示3D影像时,可将背光模块BL关闭而只靠发光模块2d发光。另外,当同时使发光模块2d及背光模块BL发光时(即背光模块BL开启),可使显示装置3e显示2D的影像。藉此,可进行切换而使显示装置3e可显示2D或3D的影像。
此外,显示装置3d及显示装置3e的其它技术特征可参照显示装置3的相同元件,于此不再赘述。
综上所述,因依据本发明的发光模块及显示装置中,显示面板具有多个像素。另外,发光模块的各导光元件分别与一个像素对应设置,且由垂直该等侧面其中的一方向观察,各导光元件的俯视面积分别大于零,且小于与导光元件对应的像素的面积,藉此,当光线由发光模块的导光板的侧面射向显示面板时,通过各导光元件分别与一个像素对应设置,且各导光元件的俯视面积小于与导光元件对应的像素的面积的设置,可于侧面上形成曲线状的亮暗交错排列的光线,且此曲线状的亮暗交错排列的光线可降低光学衍射的干涉条纹现象,因此,可提升显示装置的显示品质。
以上所述仅为举例性,而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴,而对其进行的等效修改或变更,均应包含于权利要求书保护的范围中。