TW574678B - Light panel - Google Patents

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TW574678B
TW574678B TW91120283A TW91120283A TW574678B TW 574678 B TW574678 B TW 574678B TW 91120283 A TW91120283 A TW 91120283A TW 91120283 A TW91120283 A TW 91120283A TW 574678 B TW574678 B TW 574678B
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Christoph Gerard August Hoelen
Gerard Harbers
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Koninkl Philips Electronics Nv
Lumileds Lighting Llc
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    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
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    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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Description

574678
發明説明G 發明詳細說明 本發明關於一光板，包含：具有限定一視窗之前表面之光 導’一背表面及側邊位於前及背表面之間；及至少二型式 光源之有圖案陣列，該型式由至少二型式光源放射光之顏 色區別，該陣列沿至少一侧配置，在使用時，其中該每一 光源產生分散之彩色光束至光板，以組合方式將光板以彩 色放射。 該光板係由LCD背光而獲知。 具有至少二型光源即二種彩色之光板較單一彩色光源， 例如碟轉換之白LED有數優點。所謂白點可以調整，並非由 碟混合決定。由燈光譜及彩色濾波器光譜組合決定之可用 彩色空間得以增加。經控制及調整不同彩色LED之光輸出， 實際上可產生任何彩色點，含白色，及由於較高度之彩色 飽和’彩色空間可以增加。其可自不同型式/彩色光源而獲 但具有至少二型式/彩色光源之光板中，產生分散光束至 光板’需要相當之長度以供自不同型式光源之彩色混合以 提供理想彩色如白色。距離在視窗言為一限制，因為在已 知光板中’光源係配置在其一側，相同彩色光源間之節距 較光源至光源之距離大數倍。沿光板之單一側之已知陣列 中之光源可以圖案RGB提供，如較大綠磁通為理想或與波長 或效率相關之不同之彩色綠為理想時，可製備RGBG圖案。 對精於此技藝人士將甚為明確，當光源導向光板及產生分 散之光束’光束可在此長度被混合，因而不能供視窗之用 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 574678 A7 B7 五、發明説明（2 ，此點不可忽視。 本發明有一目的即減輕或至少降低上述習知技藝光板之 問題及缺點’為此目的，本發明製備一光板，其不同之處 在於該陣列包含光源之互補子陣列於其至少二侧邊。由於 子陣列為互補，不同型式光源放射等量<光至光導如習知 技藝單一陣列構型一樣（等數量光源），但自二或多側邊之 光源’仍保持一般光源節距，一型式之光源節距間之平均 距離或節距可以降低。同時，供彩色混合所需之距離及彩 色變小，視窗被放大。當光源之子陣列圖案作適當選擇時 ’此平均距離可降低至光源間之距離。後者情況可以達成 ，即當習知技藝陣列沿單一側為圖案RGBG，根據本發明， 被二側之二子陣列所取代；沿一或二側之圖案RBRB，沿一 或二其他側之圖案GGGG。沿一側或多側之圖案GGGG，一種 彩色光源間之節距事實上降低至光源之節距。因此，沿該 特殊側，與不同彩色混合之適當距離對應之視窗限制距離 已降低至絕對最小，而僅由該節距決定。根據本發明，視 窗限制距離已降低，因此可獲得一特殊尺寸之視窗，整個 構型可在尺寸上降低。 在較佳實施例中，子陣列可沿光板之二，三，四測提供 視其形狀，理想及需要之綠色磁通而定。較佳為，光源為 發光二極體（LED)。 為避免光束之不理想反射至光板，備有一種裝置以使光 束不通過光板，此裝置對方向敏感以便僅通過自特殊子陣 列之光。此裝置可為圖案式槽溝或光柵。一特殊實施例中 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 574678 A7 B7 五、發明説明（3 ，子陣列通常沿各侧配置，相鄰側圍成一角度不大於或小 於90度。此係指光板為矩形，但本發明亦不排除使用其他 形狀。唯一希望但非限制需求，為子陣列放射之光束在一 旦在光導板内傳輸時接近正交方向。 本發明將在以下進一步說明，說明中備有習知技藝及本 發明之伴隨圖式及光板，其中： 圖1及2分別顯示習知技藝光板； 圖3，4及5圖解顯示本發明之光板； 圖6及7顯示一裝置選擇性自光板以外之預定源通過光。 圖1及2顯示同一習知技藝光板1。光板1包含光導2，其具 有侧邊3，4，5及6。此外光導有一前表面7及背表面（未示 出）。 沿側邊3，配置有三種型式光源之圖案陣列，其為LED 8 ，LED 9，及LED 10。因此圖案為RGBG。在圖1及2中均相同 。圖1及2之不同為視窗11之位置，形狀及尺寸，視窗11在 圖1中在側邊4及6之最短距離所界定，該處可配置視窗11 ，即該處自LED 8，9，10之光束已足夠混合，圖2中，視窗 11由視窗限制距離由側邊3之中間及側邊5之方向所界定。 自圖1及2可知甚為明顯，習知技藝之視窗11嚴重受到自 側邊之距離所限制，光源即沿該側邊配置，該距離為光源 產生之光束足夠混合所需之距離。 對照之下，圖3，4及5顯示本發明光板之可能實施例，其 無意限制本發明在伴隨之申請專利範圍之範疇。 圖3顯示光板12，其具有沿二側邊3，4之光源之子陣列。 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
裝 訂
線 574678 A7 B7 五 發明説明（4 沿侧邊3之子陣列包含紅led 8及綠LED 9於子陣列中，其圖 案為RGRG，沿側邊4，配置藍LED 10及綠LED 9其圖案為BGBG 。沿至少二側邊配置子陣列之互補構型，與產生在光板12 之量而言，至少矩形光板中二子陣列中LED間節距相同，或 光板所用之不同彩色LED之比值相等之沿同侧圖案RGBG構 型之習知技藝相等。精於此技藝人士當瞭解，自不同Led 之之光之有效混合所需之距離已降低，及視窗被放大，單 一型式或彩色之光源間之節距已降低。 作為圖3之另一構型，亦可擬想提供具有圖案rbrb及GGGG 之子陣列，及擬想沿各側提供與光之量及混合能力等值之 圖案RGBG，達成大幅降低混合長度之優點，在本例中，供 綠光放射子陣列之長度已降低至最小。 圖4顯示光板13，其中，沿側邊3，4及5配置有子陣列， 邊緣4僅包含一單彩色，側邊3及5包含二型式之LED相同子 陣列。沿側邊3及5，配置有紅LED 8及藍LED 10，沿側邊4 配置有綠LED 9。假定沿各側邊之LED數目相等，沿此三側 邊提供一圖案RGB之子陣列之等值，但視窗11之可用空間則 大幅增加，一種型式/彩色光源間之節距亦降低。圖4中實 施例中，二型式之LED 8及10及在相對二側邊3，5之二型式 LED8及10之磁通比應相等。另一構型中，在二相對侧邊利 用單一型式之LED，在利用總共三種型式LED時，二種其他 型式之LED組合於第三側邊，或共利用二種型式之LED時， 第二型式LED配置於第三侧邊。 在另一實施例中，如圖5所示，光板14在四側邊3，4 , 5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
裝 訂
線 574678 A7 B7 五、發明説明（5 及6均備有一光源之子陣列。側邊3, 5及4, 6彼此面對，較佳 應包含相同/彩色之光源，及光源間相同之磁通比。圖5所 示之實施例中，紅LED 8及藍LED 10之交互順序與侧邊3，5 配合’僅有一綠LED 9與側邊4及6配合。在一側使用相同數 目之LED時，及使用同一比值於不同光源間時，在具有圖案 RGBG之各側3，4，5及6之陣列之等值被提供於圖5之光板14 中〇 圖6為一裝置之可能實施例，其用以將光自光導構件向外 輕合’圖7為備有另一可能性。向外合特定光之裝置展現一 特定方向性敏感性。此敏感性係防止光在與表面7垂直方向 之某平面傳輸之光，在光導2中根據總内部反射被一再反射 ’而未能將與表面多少垂直方向傳輸之光向外輕合。向外 轉合裝置對在光導2中傳輸光之方相甚為敏感。此等向外輕 合裝置之至少二不同方向應予使用。結果，耦合至光導2 以外之特殊光分布可在表面7之每一位置獲得，實際上與自 不同子陣列之分布相同。此舉之實現係使用向外耦合裝置 之一方向將源自一或二相對側邊之光向外輕合，及向外麵 合裝置之另一方向將源自一或二相對而彼此垂直側邊之光 向外耦合。結果，向外耦合裝置之二方向較佳為彼此垂直 。其他角度亦可使用，但可能有較大程度之串話。將光向 外耦合之裝置係配置在前表面7之内或其上，或配置在光導 2之背表面（未示出）。可用矩形槽溝將光自子陣列在與槽溝 平行之側邊向外耦合。如圖6中之一實施例，可利用各別模 形槽溝。此等裝置可備有或無反射層。應注意，楔形槽溝 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
裝 訂
574678 A7 B7 五、發明説明（6 中尺寸中之梯度及/或節距可用來獲得在與光源之一特殊 子陣列垂直方向之光之均勻分布。 圖7顯示為達成同一目的之另一實施例。一光栅16光導2 之一侧邊17，以其可獲得相同之方向靈敏度。該光栅1可將 自不同特殊反射（零級模式）之光僅在與光柵線垂直之方向 再導引。因此，光栅16裝之尺寸中之梯度及/或光栅16之調 變深度可用以獲得在與光源特殊子陣列垂直方向通過之光 之均勻分布。在圖3中構型中，可利用二正交方向之光栅， 光源之特殊子陣列通過之光可由其單獨控制。此可導致具 有小光栅區於一側邊圖案之波導，或其表面上具有至少沿 一側邊區域中之光栅方向之波導，其用以作向内耦合，沿 第二側之另一區域，亦被用作向内耦合。 此外，將光源配置在距離一對應側邊之預定距離為優異 之事。在此種構型中，彩色混合在光被耦合至光導之前至 少已部分完成。因此光導内部之光及混合空腔内之寬光束 之足夠之平行校正之組合可以確保，亦即達成足夠之彩色 混合。此外，特別如圖3之構型所示，本發明之光板之優點 為’“自由”側邊（當無子陣列時）可供LCD，因其中使用光板 ’與驅動電路間之電連接，但仍有足夠數目之可用光源以 獲得亮度位準，其傳統背先板比較有一較高之亮度位準。 在瞭解本發明之圖式中所示之較佳實施例之說明後，精 於此技藝人士當可認清尚有許多及備選之實施例並未排除 本發明伴隨之申請專利範圍之外。例如可利用其他型式之 光源以代LEDs。其他彩色除紅，綠及藍之外亦可使用，例 •9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNs) A4規格(210 X 297公釐) 裝
訂
文腦議
國
二、IS 人
姓 名1·克里斯多夫傑拉德奥古斯霍蘭 CHRISTOPH GERARD AUGUST HOELEN
2.傑拉德哈伯 GERARD HARBERS
1.2.均荷蘭 THE NETHERLANDS 住、居所 1·荷蘭愛因和文市普羅何斯蘭路6號 裝
PROF. HOLSTLAAN 6,5656 AA EINDHOVEN, THE NETHERLANDS 2·荷蘭赫托傑波許市安捷法雷路159號 ANJERVALLEI 159,5237 LH S’HERTOGENBOSCH, THE NETHERLANDS
姓 义 (名稱f 1·荷蘭商皇家飛利浦電子股份有限公司 KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N.V.
2.美國露明光學公司 LUMILEDS LIGHTING, U.S.LLC 1. 荷蘭 THE NETHERLANDS 2.美國 U.S. A. 三、申請人 國 籍
1·荷蘭愛因和文市格羅尼渥街1號 GROENEWOUDSEWEG 1,5621 BA EINDHOVEN, THE NETHERLANDS 2. 美國加州山橋市西亭伯路370號 370 WEST TRIMBLE ROAD, SAN J0SE,CA 95131-1008, U. S. A. 1. J.L.凡德渥 2.盧達杜克
J. L. VAN DER VEER LOU DADOK 574678 第091120283號專利申請案 I心9 4 中文說明書替換頁（92年9月） g 年“β·。 ^ -D # 五、發明説明（7 ) —— 如可利用白色磷LED，其與不同之磷混合而準備。光導之形 狀不限於矩形，但二相鄰側邊間之角度較佳應不接近或甚 至過超過自光源之光束之分散角。自不同型式光源之子陣 列放射之光導構件中之光束之主要方向較佳為彼此垂直， 以將此光束向外耦合使無或無大幅串話。矩形或楔形槽溝 之外，個別楔形物，光栅含一維，二維（交叉）在全視窗或 空間限制區延展之光柵亦可用以向外耦合光束；額外或其 他之彩色濾波器亦可應用，及反射表面等。 圖式元件符號說明 1 光板 2 光導 3 側邊 4 側邊 5 側邊 6 側邊 7 前表面 8 子陣列 9 子陣列 10 子陣列 11 視窗 12 光板 13 光板 14 光板 15 楔形物 16 光栅 17 側邊 -10 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐)

Claims (1)

  1. 574678 I v…丫 ^ -會〇9拿冷83號專利申請案 益 .J-lH _中文申請捧利範圍替換本(92年9月)S ；. 舉S「4 六、申請專利範圍 一 一…—— 1· 一種光板（1,12, 13, 14)，包含：一光導（2)，具有一前表 面（7)界定一視窗（11)，一背表面及位於前後表面之間之 側邊（3, 4, 5, 6);及至少二型式之光源（8, 9, 10)圖案陣列 ，型式以該至少二型式光源放射之光之彩色加以區別， 該陣列沿至少一側邊配置，使用時每一光源產生一彩色 之光束至光板’組合後以將光板彩色化，其特徵為陣列 包含至少沿二側邊光源之互補子陣列（8, 9, 8, 9,及 9，1〇,9,10 ; 8，10,8，10 及 8，10,8，10 及 9,9,9,9 ; 8，10,8，10及8，10,8，10及9,9,9,9及9,9,9,9)。 2·如申請專利範圍第1項之光板，其中該光源為紅（R)，綠 (G)及藍（B)型式。 3 ·如申請專利範圍第2項之光板，其中該沿至少二側邊之一 側邊之子陣列包含交互之紅及綠型光源，及沿另外至少 二側邊之子陣列包含交互之藍及綠型光源。 4 ·如申請專利範圍第2項之光板，其中該沿至少二側邊之第 一及第二側邊之子陣列包含紅及藍型光源，沿至少二側 邊之第三側邊之子陣列包含綠型光源。 5.如申請專利範圍第4項之光板，其中該光板包含至少四側 邊，沿至少二側邊之第四側邊包含另一綠型光源。 6·如申請專利範圍第1或2項之光板，其中該光源包含發光 二極體（8, 9, 10)。 7·如申請專利範圍第1或2項之光板，進一步包含耦合裝置 (1 5，1 6 )，用以將光向外耗合，其為方向選擇性，即僅向 外耦合源自一型式子陣列用以輻照光導構件（2)之一或 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 574678 、申請專利範圍 用:(光3向4外5耗6)合之光盆、與方一:，合裝置結合，該裝置 第二型子陣列用以輕耗合源自 光。 a—其他側邊 殊光源之-特殊其中該僅向外輪合自-案。 之先之耦合裝置包含-楔形(15) 殊1 圍第7項之光板’其中該僅向外輕合自-特 Γ:)源之特殊光源之㈣合裝置，包含-交叉之槽溝 10·如申請專利範圍第7項之光板，其中該僅向外輕 特 殊光源之特殊光源之光之耦合裝置， Q ' (1"之卜維或一成分。 …'維交叉光柵 η·如申請專利範圍第1、2、3、4或5項之光板，其中， 子陣列之相鄰側邊包圍一實際上9〇度之角。’ 之 特圖 配置 -2 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)
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