TW202349086A - Ｌｅｄ顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種框架組件，用於設置於一發光二極體(LED)光源模組的上方。LED光源模組包含複數個LED。框架組件包含一框架，框架包含複數個框體單元，一框體單元對應至少一LED，各框體單元包含複數個直立壁，所述直立壁彼此相連而形成一容置空間，容置空間用以容置至少一LED，且容置空間定義一開口，開口遠離LED光源模組，至少一框體單元的至少一直立壁包含一透光部，透光部鄰近開口。

Description

框架組件及LED顯示裝置

本發明是有關於一種框架組件及發光二極體(light emitting diode，LED)顯示裝置，且特別是有關於一種有利於提升影像品質的框架組件及LED顯示裝置。

隨著科技進步，搭載有顯示裝置的電子裝置，已成為現代人生活中不可或缺的物品。相較於液晶顯示裝置，LED顯示裝置可自發光而無需設置背光模組，且能實現無縫拼接，以滿足不同尺寸的需求，而引起廣泛的注意。

LED顯示裝置是利用複數個LED作為光源，由於LED的發光面積小於像素面積，而具有較小的填充係數(Fill Factor)，導致LED像素單元之間存在明顯的黑區，而使影像具有顆粒感而品質不佳。

本發明之目的在於提供一種框架組件及LED顯示裝置，以解決上述問題。

依據本發明之一實施方式是提供一種框架組件，用於設置於一LED光源模組的上方，LED光源模組包含複數個LED。框架組件包含一框架，框架包含複數個框體單元，一框體單元對應至少一LED。各框體單元包含複數個直立壁，所述直立壁彼此相連而形成一容置空間。容置空間用以容置至少一LED，且容置空間定義一開口，開口遠離LED光源模組。至少一框體單元的至少一直立壁包含一透光部，透光部鄰近開口。

依據本發明之另一實施方式是提供一種LED顯示裝置，包含一LED光源模組以及一上述的框架組件。LED光源模組包含複數個LED，框架組件設置於LED光源模組的上方。

相較於先前技術，本發明藉由框架的框體單元對應至少一LED，可減少像素重疊現象，有利於提升影像品質。本發明藉由至少一直立壁包含一透光部，且透光部鄰近開口，有利於提高填充係數，進而可降低影像顆粒感。

有關本發明之前述及其它技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施方式的詳細說明中，將可清楚地呈現。以下實施方式所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前、後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明，而非對本發明加以限制。圖式各元件的尺寸僅為相對位置或配置的示意，並非對本發明元件之尺寸加以限制。此外，在下列各實施方式中，相同或相似的元件將採用相同或相似的標號。

本發明中，當某一元件被稱為「設置在另一元件上」或「連接到另一元件」時，可代表所述元件直接設置在另一元件上，或直接連接到另一元件，或者二者之間可存在其他的元件。相較之下，當某一元件被稱為「直接設置在另一元件上」或「直接連接到另一元件」時，則二者之間不存在其他的元件。

在不脫離本發明的精神下，下文所描述的不同實施方式中的技術特徵只要不違背本發明之精神或相衝突，均可任意混合搭配使用，以構成其他的實施方式。

請參照第1圖至第3圖，第1圖是依據本發明一實施方式的LED顯示裝置1的俯視***示意圖，第2圖是第1圖中LED顯示裝置1的俯視組合示意圖，第3圖是第2圖中LED顯示裝置1沿著割面線A-A的剖視示意圖。LED顯示裝置1包含一LED光源模組30以及一框架組件10。框架組件10設置於LED光源模組30的上方。LED光源模組30包含複數個LED 310。框架組件10至少包含一框架100，框架100包含複數個框體單元U，一框體單元U對應至少一LED 310。各框體單元U包含複數個直立壁110，複數個直立壁110彼此相連而形成一容置空間120。容置空間120用以容置至少一LED 310，且容置空間120定義一開口130，開口130遠離LED光源模組30。藉由框架100的框體單元U對應至少一LED 310，可減少像素重疊現象，有利於提升影像品質。

詳細來說，LED光源模組30的複數個LED 310可形成陣列式排列，複數個框體單元U可對應複數個LED 310形成陣列式排列。為了清楚說明，將各框體單元U進一步命名為框體單元Uij，其中i、j分別為對應框體單元U所在位置的列數及行數，因此第一列的框體單元U由左而右依序為框體單元U11、U12、U13、U14，依此類推。本實施方式中，LED 310的數量為16個、且LED 310沿著互相垂直的水平方向X及水平方向Y規則排列，然而，本發明不以此為限，可依實際需求，例如LED顯示裝置1的尺寸及形狀，適應調整LED 310的數量及排列方式。複數個LED 310的顏色可相同或不同，例如，數個LED 310可各自獨立為紅光、綠光、藍光、黃光或白光LED。在此，以一個框體單元U對應一個LED 310為例示，然而，本發明不以此為限，在其他實施方式中，一個框體單元U可容置(或對應)顏色分別為紅光、綠光、藍光的三個LED 310，而使框體單元U中的LED 310可彼此混光而提供白光光源。換句話說，可依實際需求調整各個框體單元U中LED 310的數量及顏色，而使各個框體單元U中LED 310可彼此混光而提供所需的光色。在本實施方式中，框體單元U例示為正方形，然而，在其他實施方式中，框體單元U可配置為其他形狀，例如三角形、矩形、平行四邊形等。在本實施方式中，二相鄰框體單元U共用一直立壁110，如第3圖所示，框體單元U11、U12共用一直立壁110，框體單元U12、U13共用一直立壁110，依此類推，然而，本發明不以此為限，在其他實施方式中，二相鄰框體單元U可各自具有獨立的直立壁110，且二相鄰框體單元U之相鄰的二直立壁110可直接相鄰或具有一間隔距離。

光源模組30可更包含基板320，LED 310設置於基板320上。基板320可為複合式結構，例如，基板320可包含一電路板(圖未示)以及一底層(圖未示)，底層設置於電路板上。底層可包含光吸收材料（例如但不限於深色材料），藉此，可避免LED 310的光線經由底層二次反射而影響影像品質題。或者，底層可包含光反射材料（例如但不限於白色材料），藉此，底層可將LED 310的光線反射再利用，而可提高亮度。換句話說，可依據LED顯示裝置1所需的性質，適應調整底層的材料。電路板111可配置電路設計以控制LED 310，例如可控制LED 310的開啟跟關閉。在本實施方式中，框架100與光源模組30為獨立的元件，然而，本發明不以此為限，在其他實施方式中，可於基板320上直接形成直立牆110，而使框架100與光源模組30一體成型。

框架組件10可更包含擴散片200，擴散片200設置於框架100的上方，且覆蓋框體單元U的開口130，為清楚區分框架100及擴散片200，在此將框架100及擴散片200以不同型態的撒點呈現。如第3圖所示，光線L1通過擴散片200後會被散射而改變行進方向，在此以光線L1被散射為複數道光線L2、L3、L4為例示。藉由設置擴散片200，有利於擴大發光面積、提高填充係數，進而可降低影像顆粒感。擴散片200的霧度為Ha，其可滿足下列條件：Ha ≥ 80%。藉此，有利於提升散射效果。

請參照第3圖，在本實施方式中，直立壁110僅包含不透光部112。二相鄰的LED 310的中心點311於水平方向X的間隔距離為P，直立壁110於水平方向X的厚度為t，其可滿足下列條件：t ≤ 0.293 × P。藉此，有利於提升填充係數(例如，可提升到至少0.5)，可降低影像顆粒感及縮短最小觀看距離(即人眼可分辨出顆粒感的最短距離)。此條件也可適用於後續的實施方式。

第3圖中，各LED 310的光輸出半角為θ，LED 310於直立方向Z的高度為m，二相鄰的LED 310的中心點311於水平方向X的間隔距離為P，直立壁110於直立方向Z的高度為h，其可滿足下列條件：45 度 ≤ θ ≤ 90 度；以及h ≤ p/√8 + m。藉此，有利於提升LED顯示裝置1的視角(例如，可提升到至少90度)，且有利於提升光輸出效率(例如，可提升到至少50%)，此條件也可適用於後續的實施方式。

請參照第4圖，其是依據本發明另一實施方式的LED顯示裝置1a的剖視示意圖。框架組件10a包含框架100a，且可選擇地包含擴散片(圖未示)。與前述的LED顯示裝置1相比較，LED顯示裝置1a的框架100a與LED顯示裝置1的框架100結構不同，具體來說，各直立壁110a由下往上依序包含沿著直立方向Z排列的不透光部112a、透光部111a及不透光部113a，透光部111a鄰近開口130。藉由透光部111a，LED 310的光線可穿過透光部111a由開口130射出，而有利於提高發光面積及填充係數，進而可降低影像顆粒感。前述透光部111a「鄰近」開口130，是指直立壁110a包含一底面116a及一頂面117a，頂面117a與開口130相鄰，透光部111a與直立壁110a的頂面117a於直立方向Z的最小距離d2小於透光部111a與直立壁110a的底面116a於直立方向Z的最小距離d1。

直立壁110a於直立方向Z的高度為h，透光部111a於直立方向Z的高度為h1，其可滿足下列條件；h1/h ≤ 0.5。藉此，透光部111a於直立壁110a的比例適當，有利於在提高發光面積及避免像素重疊之間取得平衡。或者，其可滿足下列條件；h1/h ≤ 0.3。此二條件也可適用於後續直立壁包含透光部的實施方式。

第4圖中，直立壁110a於直立方向Z的高度為h，透光部111a與直立壁110a的底面116a於直立方向Z的最小距離為d1，其可滿足下列條件：0.5 h ≤ d1 ＜ h。藉此，透光部111a設置於直立壁110a的上半部，有利於提高發光面積。此條件也可適用於後續直立壁包含透光部的實施方式。

第4圖中，框體單元U的直立壁110a皆包含透光部111a及不透光部112a、113a，且透光部111a及不透光部112a、113a的配置皆相同。然而，本發明不以此為限，在其他實施方式中，可僅至少一框體單元U的至少一直立壁110a包含透光部111a。或者，可僅與其他框體單元U相鄰的直立壁110a包含透光部111a，而位於框架100a最外側的直立壁110a不包含透光部111a。本實施方式中，透光部111a的上方設置有不透光部113a，然而本發明不以此為限，在其他實施方式中，透光部111a可設置於直立壁110a最頂端。此外，當至少二直立壁110a包含透光部111a時，不同直立壁110a的透光部111a於直立方向Z的高度h1可相同或不同，不同直立壁110a的透光部111a與直立壁110a的底面116a於直立方向Z的最小距離d1可相同或不同。例如，可將框架100a由內往外劃分為不同區域，由於人眼對於內、外的敏銳度不同，可依據人眼對於內、外的敏銳度將較中心與較外圍的區域配置不同高度h1的透光部111a。

請參照第5圖，其是依據本發明再一實施方式的LED顯示裝置1b的剖視示意圖。框架組件10b包含框架100b，且可選擇地包含擴散片(圖未示)。與前述的LED顯示裝置1a相比較，LED顯示裝置1b的框架100b與LED顯示裝置1a的框架100a結構不同。具體來說，僅框體單元U12、U13共用的直立壁110b'包含透光部111b'，其餘直立壁110b僅包含不透光部112b。直立壁110b'由下往上依序包含沿著直立方向Z排列的不透光部112b'及透光部111b'，且透光部111b'較不透光部112b'鄰近開口130，亦即，直立壁110b'的最頂端為透光部111b'，相較於透光部111b'上方還設置有不透光部的直立壁(例如第4圖的直立壁110a)，透光部111b'設置於直立壁110b'的最頂端，其提高發光面積的效果更為明顯。直立壁110b具有彼此相對的傾斜表面114b、115b，直立壁110b'具有彼此相對的傾斜表面114b'、115b'，且傾斜表面114b、115b、114b'、115b'相對於容置空間120往外傾斜而使直立壁110b、110b'具有上窄下寬的梯形剖面，藉此，有利於將LED 310的光線反射至開口130。在其他實施方式中，可依實際需求調整直立壁110b、110b'的傾斜表面114b、115b、114b'、115b'的數量及傾斜表面114b、115b、114b'、115b'的傾斜方向，而使直立壁110b、110b'具有其他的剖面，例如但不限於上寬下窄的梯形剖面。

請參照第6圖，其是依據本發明又一實施方式的LED顯示裝置1c的剖視示意圖。框架組件10c包含框架100c，且可選擇地包含擴散片(圖未示)。與前述的LED顯示裝置1a相比較，LED顯示裝置1c的框架100c與LED顯示裝置1a的框架100a結構不同。具體來說，框體單元U1包含二種直立壁110c、110c'，直立壁110c由下往上依序包含沿著直立方向Z排列的不透光部112c及透光部111c，且透光部111c較不透光部112c鄰近開口130，直立壁110c'由下往上依序包含沿著直立方向Z排列的不透光部112c'及透光部111c'，且透光部111c'較不透光部112c'鄰近開口130，亦即，直立壁110c、110c'的最頂端為透光部111c、111c'。透光部111c於直立方向Z的高度為h1，透光部111c'於直立方向Z的高度為h1'，其滿足下列條件h1' ＞ h1。藉此，有利於以直立壁111c'分隔的框體單元U11、U12以及框體單元U13、U14之間的LED 310彼此混光。配合參照第2圖，依據本發明一實施方式，除了框體單元U11、U12之間配置直立壁110c'，框體單元U11、U21之間、框體單元U12、U22之間、框體單元U21、U22之間也配置直立壁110c'，框體單元U11、U12、U21、U22的其餘部分則配置直立壁110c，藉此有利於框體單元U11、U12、U21、U22作為一個混光區域彼此混光，舉例來說，框體單元U11、U12、U21、U22中的LED 310可分別為紅光、藍光、綠光、白光LED，而可混合出亮度較高的白光。

由第6圖的LED顯示裝置1c可知，本發明可藉由於直立壁配置不同高度的透光部，而將LED光源模組劃分出不同的混光區域，使本發明的LED顯示裝置的發光特性能滿足不同的需求。

請參照第7圖，其是依據本發明又一實施方式的LED顯示裝置1d的剖視示意圖。框架組件10d包含框架100d，且可選擇地包含擴散片(圖未示)。與前述的LED顯示裝置1a相比較，LED顯示裝置1d的框架100d與LED顯示裝置1a的框架100a結構不同。具體來說，直立壁110d由下往上依序包含沿著直立方向Z排列的不透光部112d及透光部111d，且透光部111d較不透光部112d鄰近開口130，亦即，直立壁110d'的最頂端為透光部111d。框架組件10d更包含填充物140設置於容置空間120中，且填充物140位於開口130及LED 310之間。填充物140可包含但不限於封裝材料或有助於LED 310混光的混光材料，關於封裝材料可包含但不限於透光的矽膠、樹脂，混光材料可包含但不限於環氧樹脂、矽樹脂。在本實施方式中，填充物140於直立方向Z的高度h3與透光部111d與直立壁110d的底面116d於直立方向Z的最小距離d1相等，此外，每一個框體單元U中的填充物140的材質皆相同、於直立方向Z的高度h3皆相同。然而，本發明不以此為限，在其他實施方式中，填充物140於直立方向Z的高度h3可任意調整，例如可將容置空間120全填滿，此外，不同框體單元U中的填充物140的材質、於直立方向Z的高度h3可各自獨立。

由以上實施方式可知，本發明的框架的複數個直立壁可全部只包含不透光部，可全部同時包含透光部及不透光部，或者可部分直立壁只包含不透光部、部分直立壁同時包含透光部及不透光部，當包含透光部時，各直立壁的透光部的位置、高度、數量可各自獨立。此外，複數個直立壁可全部只包含垂直表面，可全部包含傾斜表面，或者，可部分直立壁只包含垂直表面、部分直立壁包含傾斜表面，當直立壁包含傾斜表面時，各直立壁的傾斜表面的數量、傾斜方向可各自獨立，以使LED顯示面板可滿足不同的光學要求。

請參照第8圖，其是依據本發明實施例1、2以及比較例1、2的LED顯示裝置及其影像結果圖，如(a)部分的上半部所示，比較例1的LED顯示裝置僅包含LED光源模組，而未包含框架及擴散片，如(b)部分的上半部所示，比較例2的LED顯示裝置僅包含LED光源模組及擴散片，而未包含框架，如(c)部分的上半部所示，實施例1的LED顯示裝置包含LED光源模組、框架及擴散片，且框架的直立壁皆包含透光部及不透光部，透光部較不透光部鄰近開口，如(d)部分的上半部所示，實施例2的LED顯示裝置包含LED光源模組、框架及擴散片，且框架的直立壁皆僅包含不透光部。由第8圖(a)部分的下半部可知，當僅包含LED光源模組，而未包含框架及擴散片時，影像顆粒感很重且對比度很差，由第8圖(b)部分的下半部可知，雖然未設置框架可提高亮度，然而，因為像素過度重疊而使影像模糊、對比度差。由第8圖(c)部分及(d)部分的下半部可知，依據本發明的LED顯示裝置可減少影像顆粒感且可避免像素過度重疊而可提升影像的對比度，藉由於直立壁設置透光部，有利於提升發光面積而可進一步降低影像顆粒感。

相較於先前技術，本發明藉由框架的框體單元對應至少一LED，可減少像素重疊現象，有利於提升影像品質。本發明藉由至少一直立壁包含一透光部，且透光部鄰近開口，有利於提高填充係數，進而可降低影像顆粒感。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1, 1a, 1b, 1c, 1d:LED顯示裝置 10, 10a, 10b, 10c, 10d:框架組件 100, 100a, 100b, 100c, 100d:框架 110, 110a, 110b, 110b', 110c, 110c', 110d:直立壁 111a, 111b', 111c, 111c', 111d:透光部 112, 112a, 113a, 112b, 112b', 112c, 112c', 112d:不透光部 114b, 115b, 114b', 115b':傾斜表面 116a, 116d:底面 117a:頂面 120:容置空間 130:開口 140:填充物 200:擴散片 30:LED光源模組 310:LED 311:中心點 320:基板 d1:透光部與直立壁的底面於直立方向的最小距離 d2:透光部與直立壁的頂面於直立方向的最小距離 h:直立壁於直立方向的高度 h1, h1':透光部於直立方向的高度 h3:填充物於直立方向的高度 L1, L2, L3, L4:光線 m:LED於直立方向的高度 P:二相鄰的LED的中心點於水平方向的間隔距離 t:直立壁於水平方向的厚度 U, U11, U12, U13, U14, U21, U22:框體單元 X, Y:水平方向 Z:直立方向 θ:LED的光輸出半角

第1圖是依據本發明一實施方式的LED顯示裝置的俯視***示意圖。 第2圖是第1圖中LED顯示裝置的俯視組合示意圖。 第3圖是第2圖中LED顯示裝置沿著割面線A-A的剖視示意圖。 第4圖是依據本發明另一實施方式的LED顯示裝置的剖視示意圖。 第5圖是依據本發明再一實施方式的LED顯示裝置的剖視示意圖。 第6圖是依據本發明又一實施方式的LED顯示裝置的剖視示意圖。 第7圖是依據本發明又一實施方式的LED顯示裝置的剖視示意圖。 第8圖是依據本發明實施例1、2以及比較例1、2的LED顯示裝置及其影像結果圖。

1a:LED顯示裝置

10a:框架組件

100a:框架

110a:直立壁

111a:透光部

112a:不透光部

116a:底面

117a:頂面

120:容置空間

130:開口

30:LED光源模組

310:LED

320:基板

d1:透光部與直立壁的底面於直立方向的最小距離

d2:透光部與直立壁的頂面於直立方向的最小距離

h:直立壁於直立方向的高度

h1:透光部於直立方向的高度

U,U11,U12,U13,U14:框體單元

X,Y:水平方向

Z:直立方向

Claims (15)

1. 一種框架組件，用於設置於一發光二極體(LED)光源模組的上方，該LED光源模組包含複數個LED，該框架組件包含： 一框架，包含複數個框體單元，一該框體單元對應至少一該LED，各該框體單元包含： 複數個直立壁，該些直立壁彼此相連而形成一容置空間，該容置空間用以容置至少一該LED，且該容置空間定義一開口，該開口遠離該LED光源模組，至少一該框體單元的至少一該直立壁包含一透光部，該透光部鄰近該開口。
2. 如請求項1所述的框架組件，其中二相鄰的該LED的中心點於一水平方向的間隔距離為P，該直立壁於該水平方向的厚度為t，其滿足下列條件： t ≤ 0.293 × P。
3. 如請求項1所述的框架組件，其中各該LED的光輸出半角為θ，各該LED於該直立方向的高度為m，二相鄰的該LED的中心點於一水平方向的間隔距離為P，該直立壁於該直立方向的高度為h，其滿足下列條件： 45 度 ≤ θ ≤ 90 度；以及 h ≤ p/ + m。
4. 如請求項1所述的框架組件，其中該直立壁於該直立方向的高度為h，該透光部於該直立方向的高度為h1，其滿足下列條件： h1/h ≤ 0.5。
5. 如請求項1所述的框架組件，其中該直立壁於該直立方向的高度為h，該透光部與該直立壁的一底面於該直立方向的最小距離為d1，其滿足下列條件： 0.5 h ≤ d1 ＜ h。
6. 如請求項1所述的框架組件，其中該LED光源模組的該些LED形成陣列式排列，該些框體單元對應該些LED形成陣列式排列。
7. 如請求項1所述的框架組件，其中至少一該框體單元的至少一該直立壁包含該透光部及一不透光部，該不透光部及該透光部沿著一直立方向排列，且該透光部較該不透光部鄰近該開口。
8. 如請求項1所述的框架組件，其中該些框體單元的該些直立壁皆包含該透光部及一不透光部。
9. 如請求項1所述的框架組件，其中該些框體單元其餘的該些直立壁僅包含一不透光部。
10. 如請求項1所述的框架組件，其中至少二該直立壁分別包含該透光部，該二透光部於該直立方向的高度不同。
11. 如請求項1所述的框架組件，其中至少一該框體單元的至少一該直立壁具有一傾斜表面。
12. 如請求項1所述的框架組件，更包含： 一擴散片，設置於該框架的上方，且覆蓋該些框體單元的該些開口。
13. 如請求項12所述的框架組件，其中該擴散片的霧度為Ha，其滿足下列條件： Ha ≥ 80%。
14. 如請求項1所述的框架組件，更包含： 一填充物，設置於該容置空間中，且位於該開口及該LED之間。
15. 一種LED顯示裝置，包含： 一LED光源模組，包含複數個LED；以及 一如請求項1至14任一項所述的框架組件，設置於該LED光源模組的上方。

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