TW589491B - Illuminating device and display apparatus using the same - Google Patents

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589491 玖、發明說明 (發明說明應叙明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） L· Pff JSk 發明領域 本發明係有關於一種液晶顯示器裝置，而更特定言之 5 ，係有關於一種使用發光元件的液晶顯示器裝置，該裝置 具有減少的光源數目而不致降低顯示器裝置的顯示品質。 C先前技術3 發明背景 近年來在半導體元件技術的發展傾向於使電子裝置尺 10寸更小敢且重量較輕，以及該等電子裝置需要—新式的電 子顯示器裝置以適合其之較小並且較輕的設計結構。目前 ，較小並且較輕設計的電子裝置係需求具有較小的尺寸、 較輕之重量、較低的傳動電壓以及較低之耗電量的平面式 顯不器裝置。在複數型式之平面式顯示器裝置之間，液晶 15顯示器（LCD)型式的裝置係廣泛地用在複數類型之電子參 置，以及較小並且較輕設計的電子裝置。如此係因液晶顯 示器（LCD)裝置一般具有重量輕、尺寸小、傳動電壓低以 及耗電量低之優點，同時能夠以全彩方式顯示影像。 因為液晶顯示器（LCD)裝置需要光線以顯示其上的影 20像，所以需要一光源用以產生供液晶顯示器（LCD)裝置所 需之光線。藉由液晶顯示器（LCD)裝置所顯示之影像的顯 示品質與外觀，係視光源之特性而變化。液晶顯示器 (LCD)裝置可分類成一種反射型式的液晶顯示器（LCD)其 係使用周圍的光線顯示影像、以及一種傳輸型式的液晶顯 5 589491 玖、發明說明 示器（LCD)裝置其係使用背光源以取代周圍光線顯示影像 。在液晶顯示器（LCD)發展之較早時期，廣泛地使用反射 型式的液晶顯示器（LCD)裝置，但目前傳輸型式的液晶顯 示器（LCD)裝置係更為廣泛地用以顯示高品質的影像。傳 5輸型式妁液晶顯示器（LCD)裝置之光源通常係配置在液晶 顯示器（LCD)板的背面，而該自光源放射之光線係稱為“背 光”。 就傳輸型式的液晶顯示器（LCD)裝置之光源而言，廣 泛地使用電激發光（EL)、發光二極體（LED)、冷陰極螢光 10燈（CCFL)以及熱陰極螢光燈（HCFL)。如果用在可攜式電 子裝置諸如個人行動電話（PCS電話或是蜂巢式行動電話） 以及個人數位助理（PDA)，通常係使用發光二極體（LED)因 為其尺寸較小並且耗電量低。特別地，有大量增加的研究 係針對降低可攜式電子裝置的耗電量，並且近來，一種針 15對減少發光二極體（LED)之數目的研究係密集地執行作為 一種降低耗電量的方式。 第1圖係為一分解透視圖，概略地顯示供小尺寸產品 所用之一種傳統式液晶顯示器（LCD)裝置的結構。 參考第1圖，傳統式液晶顯示器（LCD)裝置90包括一液 2〇晶顯示器（LCD)板10用於顯示影像、一背光總成2〇係用於 供應光線至液晶顯示器（LCD)板10、以及一反射薄板3〇用 於反射光線。 液晶顯示器（LCD)板10包括一上基板12具有複數之像 素用於顯示影像、一下基板14係配置在上基板12的下方以 6 589491 玖、發明說明 及具有一切換元件16用以電氣地控制每一像素、以及液晶 (未顯示）係***介於上及下基板12及14之間，用於控制在 感應所施加之電場強度的透光度。 背光總成20包括一光源22用於放射光線，以及一光導 5 板24用於將自光源22放射出之光線導向至液晶顯示器 (LCD)板1 〇 〇光源22係西己置在光導板24之一側邊，並且包 括一發光二極體（之後稱為LED)。應注意的是光源22可配 置在光導板24之二相對側邊的每一側邊處，並且包括複數 之發光二極體（LEDs)。一反射薄板30係配置在光導板24的 10下方，用於將自光導板24洩漏出的光線反射朝向液晶顯示 ^S(LCD)板1〇並改良光線效率。 切換元件16控制在反應外部提供的影像資料而供應至 像素的電力。因此，在上與下基板12及14之間一特定像素 處構成一電場，因此在一預定的方向上改變液晶之對正角 15 度。根據所改變的對正角而改變由背光總成20所供應之光 線的透光度，因此光線傳輸通過液晶的總量係根據電場強 度而變化。透射光有選擇地根據影像資料激勵像素，用以 在液晶顯示器（LCD)板顯示與影像資料對應的影像。 於傳統式液晶顯示器（LCD)裝置中，背光總成20需要 20 複數之發光二極體（LEDs)。然而，由於發光二極體（LEDs) 極為昂貴，液晶顯示器（LCD)裝置之製造成本不可避免地 隨著所需之發光二極體（LEDs)的數目增加而增加。因此， 已有研究與發展針對減少發光二極體（LEDs)的數目俾使減 少液晶顯示器（LCD)裝置之製造成本的方法。再者，減少 7 589491 玖、發明說明 所需之發光二極體（LEDs)的數目同時期望降低液晶顯示器 (LCD)裝置的耗電量。 然而’當減少所需之發光二極體(LEDs)的數目俾使減 少製造成本與耗電量時，所存在之一問題在於液晶顯示器 5 (LCD)装置的冗度下降以及液晶顯示器（LCD)裝置之顯示 品質降低，此係為減少所需之發光二極體⑽叫數目的一 限制。· 第2A圖係為一概略視圖，用於解釋採用作為傳統式液 晶顯示器（LCD)裝置之背光總成之元件的傳統式發光元件 10的光線供應，以及第2B圖係為一概略視圖，用於解釋當在 第2A圖中發光二極體（LEDs)的數目減至為三時之光線供應 〇 一般地，當一點光源之發光體，諸如一發光二極體 (LEDs)放射光線至一光導板24時，在相關於介於光源（例 15如，發光二極體（LEDs))與光導板24之間垂直連接的一虛 線為土60度的角度處之光量，係約為在〇度之角度下光量的 一半。自點光源放射之光線係行進並抵達光導板24之一特 定的區域，該範圍係從在相關於介於光源與光導板24之間 垂直連接的一虛線於順時針方向的6〇度之右角度（之後視 20 為“ + 60度”）至於反時針方向的60度之左角度（之後視為“一 60度”）。當光線輕射時，於+ 60度或一 60度的角度下行進 至光導板的邊部光線22a的光量，係約為沿著在〇度的角度 下之正面方向行進至光導板的中央光線22b之光量的一半 。因此，在邊部光線22a抵達之光導板24之邊部區域②處 8 589491 玖、發明說明 的光量，係約為在中央光線22b抵達之光導板24之中央區 域①處的光量的一半。因此，如第2人圖中所示，光源中之 發光二極體（LEDs)係各自安裝致使相鄰的邊部光線抵達光 導板24之相同的邊部區域，用以防止由於在光導板24之邊 5部區域②處之光量的降低而造成的亮度急劇下降。 當採用傳統式發光元件作為液晶顯示器（LCD)裝置之 背光總成的光源時，液晶顯示器（LCD)裝置之顯示品質由 於抵達光導板24之不同區域處光量的差異而降低。假若減 少發光二極體（LEDs)的數目，則由光源22所產生之光線無 10法抵達光導板24之一些區域。如第⑶圖中所示，由於相鄰 之發光二極體（LEDs)間的一段距離隨著發光二極體（LEDs) 的數目減少而增加，所以光線無法抵達光導板24之一部分 ，該部分係分別地與相鄰邊部光線抵達之邊部區域間的一 區域對應。因此，於第2B圖中，與每一發光二極體（LED) 15之放射區域對應的光導板24之部分“B”，係較介於相鄰邊 部區域之間每一發光二極體（LED)之無放射區域相對應的 光導板24之部分A”更為明亮。因此，明亮部分與黑暗部 分係交替地顯示在配置於光導板24上的液晶顯示器（LCD) 板10上，降低了顯示品質。 20 為了防止液晶顯示器（LCD)的顯示品質不致降低，對 於改良的光導板已進行了複數之發展。例如，已提供一種 包括一凹面部分或是一凸面部分的光導板作為一透鏡，其 係配置在光線入射在其上之光導板的入射表面上，一光導 板包括複數之不平整部分用於散射光線，或是一光導板其 9 589491 玖、發明說明 上包括一反射鏡結構用於反射光線。然而，上述改良的光 導板具有一不可避免的限制，諸如亮度下降。如此係由於 自光源所產生之光線係在光導板24之改良部分上反射之後 入射進入光導板24中。 5 【發明内容】 發明概要 本發明提供一種發光元件其在光源中具有減少數目的 發光二極體（LEDs)，並且亮度不致因發光二極體（LEDs)之 數目減少而降低。 10 本發明同時提供一種具有該一發光元件的顯示器裝置 〇 於本發明之一觀點中，其所提供的一種用於照明一顯 示器裝置的發光元件，包含：一光導部分用於將光線導引 至顯示器裝置的一顯示單元，光導部分包括一入射表面光 15線於其上入射、一背面係與該入射表面相反、一放射表面 該在入射表面上入射光線係自其放射至顯示單元、側表面 係與入射表面及放射表面垂直、以及一第一去角表面係構 成在介於入射表面與其中之一側表面之間的—角落部分處 ’其中第-去角表面係在一去角角度下與入射表面會合； 20以及一第一光源部分用於放射光線至光導部分，第一光源 部分包括-第一邊部發光體係配置與第一去角表面相配合 ，以及一第一中央發光體可任擇地與入射表面相配合❶ 光導部分進而包括一第二去角表面，其係相關於里之 縱向中心線而與第一去角表面對稱，以及第一光源部：進 10 589491 玖、發明說明 而包括一第二邊部發光體係配置與第二去角表面相配合。 同時，發光元件進而包括一第二光源，卩及光導部分進而 包括-第三去角表面以及-第四去角表面，其中相關於光 導部分之橫向的中心線第三去角表面係構成與第一去角表 5面對稱，以及第四去角表面係構成與第二去角表面對稱， 以及第二{源部 > 包括-第Z邊部發光體係配置與第三去 角表面相配合，-第四邊部發光體係配置與第四去角表面 相配a，以及一第一中央發光體係配置與配置在第三與第 四去角表面之間的背入射表面相配合。構成在入射表面與 10第一及第二去角表面其令之一表面之間的去角角度係小於 90-編的角度（其中，以係表示一放射角），以及發光體 包含一點光源，諸如一發光二極體。 15 20 於另一觀點中，提供-種用於顯示一影像的顯示器裝 置’其係包含··—背光總成用於產生光線，該背光總成包 括。-光導部分係用於引導光線，該光導部分係具有一光 線於其上入射的入射表面、一背面係與該入射表面相反、 -放射表面該在人射表面上人射光線係自其放射側表面 係與入射表面及放射表面垂直、以及一第_去角表面係構 成在介於入射表面與其中之一側表面之間的一角落部分處 ，其中第-去角表面係在-去角角度處與人射表面會合； 以及11)帛-光源部分係用於放射光線至光導部分，第一 光:部分具有_第_邊部發光體係配置與第一去角表面相 配合，以及-第-中央發光體可任擇地配置與入射表面相 配合；以及一顯示單元配置在放射表面上用於使用自背光 11 玖、發明說明 總成所供應之光線顯示影像。 光導部分進而包括一第二去角表面，其係相關於复之 縱向中心線而與第—去角表面對稱，以及第-光源部分進 而包括-第二邊部發光體係配置與第二去角表面相配合。 時，發光元件進而包括一第二光源，以及光導部分：而 包括一第二去角表面以及一第四去角表面，其中第三去角 表面係構成與第一去角表面對稱，以及第四去角表：係相 關於光導部分之橫向的中心線構成與第二去角表面對稱， 以及第二光源部分包括_第三邊部發光體係配置與第三去 角表面相配合，一第四邊部發光體係配置與第四去角表面 相配合，以及一第二中央發光體係配置與配置在第三盥第 四去角表面之間的背入射表面相配合。構成在入射表面與 第-及第二去角表面其中之一表面之間的去角角度係小於 90以/2的角度（其中，以係為—放㈣卜& & & & 15 含一點光源，諸如一發光二極體。 20 同 顯不益裝置進-步地包含一光線散射構件係構成在光 導部分之底部部分上，用於將自人射表面所提供之光線散 射至放射表面、-光線擴散構件係配置在放射表面與顯示 單元之間，用於增加顯示單元之光線的均句性、以及一光 線反射構件係配置在光導部分之下方用於反射光線。顯示 單元包括-彩色濾、光片基板係具有像素用於呈現色彩、一 薄膜電晶體基板係、配置在彩色濾光片基板的下方並且具有 -薄膜電晶體用於電氣地控制每—像素，以及液晶係*** 於彩色渡光片基板與薄膜電晶體基板之間，用於根據電場 12 589491 玖、發明說明 強度控制透光度。 根據本發明，即使當光源之數目減少時， 』防止壳度 及顯示品質不致因在光導部分之一角落部分處配 -1 一无源 而下降。 5 圖式簡單說明 本發明之上述以及其他的優點，藉由結合伴隨圖式之 下列的詳細說明將變得立即顯而易見的，其中： 第1圖係為一分解透視圖，概略地顯示一傳統式液曰 顯示器（LCD)裝置的結構； 10 第2A圖係為一概略視圖，用於解釋藉由採用作為傳統 式液晶綠示器（LCD)裝置之背光總成的一元件的一傳統式 發光元件的光線供應； 第2B圖係為一概略視圖，用於解釋當於第2圖中所示 之發光二極體（LEDs)的數目減至三時的光線供應； 15 第3圖係為一分解透視圖，概略地顯示本發明之第一 具體實施例的一種發光元件的結構； 第4圖係為一平面圖，概略地顯示於第3圖中所示之發 光元件的一入射表面； 第5圖係為一概略視圖，用於解釋於第3圖中所示之發 20光元件中的光線供應； 第ό圖係為一概略視圖，用於圖示介於去角角度與放 射區域之間的關係； 第7Α及7Β圖係為一概略視圖，顯示一發光元件具有 一或更多之中央發光體與一入射表面相配合； 13 589491 玖、發明說明 第8圖係為一平面圖，概略地顯示本發明之一種具有 複數之光源的發光元件；以及 第9圖係為一分解透視圖，概略地顯示本發明之一具 體實施例的一種包括發光元件的顯示器裝置。 5 【貧施方式】 較佳實施例之詳細說明 第3圖係為一分解透視圖，概略地顯示本發明之一示 範的具體實施例的一種發光元件的結構，以及第4圖係為 一平面圖，概略地顯示於第3圖中所示之發光元件的—入 1〇射表面。之後，經由光導板100的—幾何的中心0通過光導 板100之一入射表面11〇的一線條係定義作為光導板1〇〇的 一縱向中心線，以及經由光導板100的一幾何的中心0與縱 向中心線垂直的一線條係定義作為光導板100的一橫向中 心線。 15 參考第3及4圖，本發明之一具體實施例的發光元件 900包括一光導部分1 〇〇用於引導光線、以及一第一光源部 分200用於供應光線至光導部分1〇〇。 光夸部分100具有一多邊形板的形狀其具有一預定之 厚度，並係作為一示範性具體實施例，光導部分丨〇〇具有 2〇 一矩形的平行六面體形狀。光導部分100包括一入射表面 no光線於其上入射、一背面12〇係與該入射表面ιι〇相對 ，一放射表面130在該入射表面上入射之光線自其放射至 一於其上顯示影像的顯示單元、一底部表面14〇係與該放 射表面130相對、以及側表面15〇係垂直於該入射表面ιι〇 14 589491 玖、發明說明 與放射表面130。側表面150包括一第一側表面150a以及一 第二側表面15〇b係與該第一側表面丨5〇a相對。就一示範性 具體實施例而言，光導部分1〇〇係由聚曱基丙烯酸甲酯 (PMMA)族之材料經由射出成型所製成。聚曱 基丙烯酸甲 5 S|(PMMA)族之材料係具極佳的機械強度與耐火性，並且 係為透明所以可見射線之透光性極佳。 在光導部分100的底部表面140上配置一光散射構件， 俾便將入射光線反射至放射表面丨3()。就一示範性具體實 施例而5 ’散射墨水（未顯示）係可印在底部表面上用於 10垂直地散射該入射光線，或是複數之幾何的元件（未顯示） 係可構成在底部表面14〇上用於反射、折射或是散射光線 〇 藉由垂直地以一自入射表面1 1 〇量測的去角角度0 , 切除介於光導部分100的入射表面110與第一側表面150a之 門的角落部分而構成一第一去角表面112。因此，第一 去角表面112係垂直於放射表面13〇以及底部表面14〇，並 且其之—端部係以去角角度0與入射表面11G相鄰，而另 一 ^部係以去角角度0的餘角與第一側表面150a相鄰。藉 由垂直地以一自入射表面11〇量測的去角角度$ ,切除介 ;光導。卩分100的入射表面110與第二側表面150b之間的一 角落邛刀而構成一第二去角表面114，因此第二去角表面 4係相關於其之縱向中心線而與第—去角表面i 12對稱。 因此，光導部分1〇〇相關於其之縱向中心線而具有一對稱 、狀並因而相關於光導板100之縱向中心線對稱地分 15 589491 玖、發明說明 配光導板100的負載。 僅管於第3圖中未顯示，本發明可具有另一具體實施 例致使光導部分100的厚度（亦即，側表面150之寬度）係自 入射表面110至背面120線性地減小，因此光導部分1 〇〇具 有一楔形形狀。因此，入射光藉由減小靠著放射表面13〇 之入射光線的入射角，均勻地放射涵蓋整個放射表面13 〇 ，並且顯示器裝置變得較輕與較纖細。 第一光源部分200包括一發光體用於產生光線、以及 一支掉部分290用於支樓該發光體。就一示範性具體實施 10 例而言，發光體包括一第一邊部發光體21〇係與第一去角 表面112相配合，以及一第二邊部發光體22〇係與第二去角 表面114相配合。發光體可進一步地包括一或更多之中央 發光體係與入射表面110相配合。支樓部分29〇包括一第一 表面292係配置與第一去角表面112平行、一第二表面2料 15 係配置與第二去角表面114平行 以及一第三表面296係配 20 置與入射表面110平行。支撐部分290包括—固定部分（未 顯示)分別地配置在第一、第二以及第三表面上用於將 發光體固定至支樓部分290。以該一方式安裝具有固定部 分的支撐部分290,發光體係配置與第—去角表面ιΐ2、第 二去角表面m以及人射表面11G相鄰。於本發明之此具體 實施例中，發光㈣制-附加構件，切部分290，固 定至光導部分100。然而 於本發明之另—具體實施例中 ，發光體係可一體成型地固定在朵道 疋在光導部分100上，因此並 不需要支撐部分供固定目的戶斤用。 16 589491 玖、發明說明 第一及第二邊部發光體210與220分別地包括一發光二 極體（LED)，將顯示器裝置的尺寸減至最小。一發光二極 體（LED)在感應到施加於其上之電流而放射光線，發光二 極體（LED)並且具有一些優點諸如價格、高可靠性、易於 5 調整與穩定地作動。特別地，一發光二極體（LED)在一預 定的角度，係定義為一“放射角，，，範圍内放射光線，即使 發光二極體（LED)係為一點光源，因此發光二極體（LED)提 供光線至光導部分1〇〇用以構成一與該放射角對應之放射 區域。放射角係約為120度，相關於介於發光二極體（LED) 10 之中心與光導板100之間垂直連接的虛線建構為+ 60度與 一 60度。角度+ 60度係對應於放射部分之一右部分，以及 角度一 60度係對應於放射部分之一左部分。因此，自一發 光二極體（LED)所產生之光線抵達光導板1〇〇之放射區域。 抵達放射區域之一邊部部分的光量，約為距虛線順時針或 15 是反時針之60度的角度，係約為抵達放射區域之一中央部 分光量，.約為距虛線〇度的角度，的一半。 第5圖係為一概略視圖，用於解釋於第3圖中所示之發 光裝置中的光線供應。於第5圖中的發光裝置中，支樓部 分與光導部分係互相結合，並且為了便於理解而未顯示該 2〇支撐部分。同時，光導板之有效區域500係由點線@所圍 繞。根據採用發光元件作為背光總成的顯示器裝置，入射 光係有效地通過有效區域5〇〇放射至顯示器裝置之顯示板 上，並有效地構成一影像。如上所述，由於去除光導部分 1〇〇之角落部分俾便構成第一與第二去角表面112及114， 17 589491 玖、發明說明 所以光線無法抵達至顯示板的至少一角落部分。因此，用 於提供光線至顯示器板並顯示一影像的有效區域5〇〇 ,係 與该入射表面110分開一段預定的距離A。 參考第5圖’第一與第二邊部發光體21〇與22〇係分別 地配置在第一與第二去角表面112及上，於一預定的放 射角EA k供光線至光導部分1 〇〇。亦即，第一邊部發光 體210放射光線至光導部分1〇〇，用以在與放射角“EA，，對應 的一第一放射射線212與一第二放射射線214之間構成一第 一放射菡域。第二邊部發光體22〇同時放射光線至光導部 1〇分1〇〇，用以在與放射角“EA”對應的一第三放豺射線222與 第四放射射線224之間構成一第二放射區域。由於每一 發光體210與220係傾斜地配置在光導部分1〇〇之角落部分 上，與成0的去角角度的去角表面平行，所以第二與第四 放射射線214與224係分別更遠地朝向抵達與第一及第二邊 15部發光體210與220相對之有效區域500的一角落部分。因 此，有韓區域500的寬度“d”係整個地由第一與第二放射區 域所涵蓋。 因此，提供光線至之有效區域5〇〇可具有不同的尺寸 藉由凋整去角角度0及/或去角表面之中心距離“B，，(係定 2〇義為自一邊緣線至去角表面之甲心的一段距離）而每一尺 寸具有不同的寬度，與光導部分的對應之側表面連接。換 。之，在介於入射表面110與有效區域500之間的間隔距離 A係為iU定的狀況下，去角角度㈣中心距_係隨著有 效區域500之寬度“d，，增加而增加，因此自每一發光體加 18 589491 玖、發明說明 與220所產生之光線入射所通過的放射區域係為擴大的。 因此，即使有效區域500之寬度“d”增加，但光線仍能夠完 全地放射至擴大的有效區域500。當有效區域500之寬度 “d”增加如此之多以致有效區域500之寬度“d”的一部分， 5 係定義為一“黑暗部分，，，未能由第一與第二放射區域所涵 蓋’至少一中央發光體係在與有效區域500之寬度“d”的黑 暗部分相對應的一位置處安裝在入射表面11〇上。因此， 提供自中央發光體放射的光線至有效區域5〇0之寬度“d，，的 黑暗部分。以下將詳細地說明包括中央發光體的一發光元 10 件0 相反地，當有效區域500之寬度“d，，減小時，去角角度 Θ以及中心距離B變得較小。去角角度0以及中心距離b 係設定為該一尺寸致使有效區域5〇〇之寬度“d，，完全按順序 地藉由第一與第二放射區域所涵蓋，自第一與第二發光體 15 210與220所產生之光線能夠抵達有效區域5〇〇 ,能夠改良 第一與第二發光體210與220的光線效率。應注意的是複數 之中央發光體能夠安裝在入射表面11〇上，俾使改良液晶 顯示器（LCD)的亮度。 20 口丁、π做唂祝圖，用於圖示介於去角角度與放 射區域之間的關係。點绩在主__ 點線係表不有效區域之寬度，以及盥 點線相對的實線絲示—發光體安裝於其上的—入射表面 ，其係與有效區域平行。實體箭頭線顯示自發紐放射並 未傾斜之光線的範圍。再者，_ 嘗一點的點畫線（two-dotted chain line)係表示以去角角度 1只种之入射表面，以及二 19 589491 玖、發明說明 點的點畫箭頭（two_dotted chain arrow)係表示自以去角角 度0傾斜之發光體放射之光線的範圍。 參考第6圖，當發光體係於零度的去角角度下平行於 有效區域500而配置時，放射區域4〇〇 ,其係位在與放射角 5 EA對應之自第一邊部射線460至第二邊部射線47〇的範圍 中，係相關於在發光體之中心與有效區域5〇〇之間垂直地 連接的虛線而對稱。因此，放射區域4〇〇係劃分成相同形 狀與尺寸的一部分，放射區域的一第一部分41〇以及一第 二部分420。因此，放射區域400之尺寸係藉由一入射距離 10 Rl決定，該位在放射區域上的一段距離係自放射角〇度之 前射線抵達的一中心點至放射角之第二邊部射線47〇 抵達之邊部點，如下所表示。

其中A係為介於入射表面與有效區域間的一間隔距離，以 15 及EA係為發光體之放射角。 假若所安裝的發光體係相關於有效區域以一去角角度 0傾斜，則自傾斜的發光體放射之光線的第二邊部射線 470係以凡4/2+ 0的放射角抵達有效區域，而第一邊部射線 460係以兄4/2-0的放射角抵達有效區域，因此放射區域之 2〇第一部分係減小，以及放射區域之第二部分係為增加的。 因此，放射區域之第二部分的尺寸係為擴大的並係由增加 的入射距離I所決定，該位在放射區域上的一段距離係自 放射角0度之前射線抵達的一中心點至放射角兄^/2+ Θ之第 20 589491 玖、發明說明 二邊部射線470抵達之邊部點，如下所表示。 其中A係為介於入射表面與有效區域間的一段間隔距離， 以及E A係為發光體之放射角。 5 因此，光線放射通過進入有效區域的放射區域係隨著 去角角度0增加而增加。 如第5圖中所示，第一與第二邊部發光體21〇與22〇係 分別地配置與去角表面112與114平行，並且係相關於光導 部分100之縱向中心線對稱地配置。因此，第一與第二邊 10部發光體210與2 2 0係分別地提供光線至具有增加之入射距 離I的有效區域的一區域。因此，總增加的入射距離，其 至多為增加之入射距離I的兩倍，係足夠長藉由調整去角 角度|9用以涵蓋有效區域500的寬度“d，，。換言之，光線藉 由傾斜地將第一與第二邊部發光體21〇與22〇配置在光導部 15为1〇0之角落部分處，而能夠完全地在有效區域5〇〇的所有 寬度“d”上入射。 當去角角度Θ係等於或大於90-兄4/2時，增加的入射 距離R2變得極大，因此由第一與第二邊部發光體210與220 所產生之光線平行於入射表面110而行進，並且無法放射 20至有效區域500，顯著地降低了光線效率。因此，去角角 度係需小於90-以/2。就一實例而言，當一發光二極體 (LED)的放射角係為ι20度時，去角角度0係小於3〇度用於 將光線放射進入光導部分1〇〇中。換言之，去角角度Θ係 21 589491 玖、發明說明 設定小於一半放射角的餘角，因此自第一與第二邊部發光 體210與220所產生之光線並未脫離有效區域5〇〇。 因此，在不同尺寸的光導部分1〇〇中能夠降低發光體 的數目，·並無降低亮度的均勾性。本具體實施例所揭露的 5發光兀件中發光體的數目係由三減少為二，但是上述方法 同時可應用在具有四或更多發光體的一發光元件上。此外 ’藉由增加有纟區域之寬度上的入射距離，㈣防止在光 導部分上形成黑暗部分。因此，即使當減少發光體的數目 時，仍能夠防止由於光導部分上的黑暗部分而造成亮度均 10 勻性的下降。 第7A及7B圖係為一概略視圖，顯示具有一或更多之 中央發光體的-發光元件配置在入射表面上。第7a圖係顯 不包括一中央發光體的發光元件，以及㈣圖係顯示包括 二中央發光體的發光元件。 15 參考第7八及76圖，至少一中央發光體係安裝在入射 表面110之一中央部分處，因此光線係放射至一其中第一 邊部發光體210之第二放射射線與第二邊部發光體22〇之第 四放射射線互連區域。特別地，當配置在光導部分之二角 洛部分Ji發光體的對稱·增加的入射距離^的總合係小於 有效區域500的寬度“d，，時，由於光線無法放射至整個有效 區域500，所以在光導部分1〇〇上顯現黑暗部分。中央發光 體230提供光線至光導部分⑽之黑暗部分，防止即使有效 區域之寬度增加亮度的均勻性亦不致降低。在將一或更多 發光體自包括四或更多發光體的一發光元件移除時除了配 22 589491 玖、發明說明 置在弟一與弟一去角表面上的發光體外的該剩餘發光體， 係配置在入射表面110上，致使自該剩餘發光體放射的光 線涵蓋黑暗部分，若有的話，俾使能夠防止亮度的均勻性 降低。 5 第8圖係為一平面圖，概略地顯示本發明之另一具體 實施例的發光元件。此具體實施例的發光元件具有與第3 圖中具體實施例的發光元件之相似的結構，其中不同處在 於此具體貫施例中的光源部分包括相關於光導部分之橫向 中心線對稱的發光體與去角表面。因此，於第8圖中，此 10具體實施例之發光元件的結構元件，係與第3圖中具體實 施例的發光元件之該等結構元件相同，與第3圖中具體實 施例的發光元件中所顯示的元件標號相同。 參考第8圖，一第三去角表面122以及一第四去角表面 124係分別地配置在光導部分3〇〇之背面的角落部分處。相 15 關於光導部分300之橫向中心線第三去角表面122係與第一 去角表面112對稱，以及第四去角表面124係與第二去角表 面114對稱。因此，所安裝之與背面結合的一第二光源部 分係與和入射表面及第一與第二去角表面結合的第一光源 部分200對稱。就一示範的具體實施例而言，第二光源部 20 分包括複數之發光體用於產生光線、以及一支標部分用於 支撐該發光體。該發光體包括一第三邊部發光體31〇與該 第三去角表面122配合、以及一第四邊部發光體32〇與該第 四去角表面124配合，並可進一步地包括至少一中央發光 體330與背入射表面130之中央部分配合。 23 玖、發明說明 由於背面之角落部分受切除用以構成光導部分300之 第三與第四去角表面HU，光導部分则之有效區域 500變得小於在第3_7圖中光導部分⑽之有效區域遍。因 此，使用第8圖中具體實施例之背光總成的亮度增加，並 5且由於發光體之數目增加同時改良了亮度之均句性。 第9圖係為-分解透視圖，概略地顯示本發明其中之 -具體實施例的一種包括發光元件的顯示器裝置之結構。 應注意的是雖然在第9圖中之顯示器裝置使用在第3圖中具 體實施例的發光元件900作為一示範的具體實施例，但是 10本發明之顯不器裝置係可使用在第8圖中之具體實施例的 發光元件。 參考第9圖，顯示器裝置1000包括一顯示單元7〇〇，用 於根據影像資料顯不影像、一發光元件9〇〇用於放射光線 至顯不單το 700、一光擴散構件81〇用於增加顯示單元的均 15勻性、以及一反射單元820用於反射光線俾便改良光線效 率〇 顯不單元700根據由一資料處理單元所提供的電氣信 號顯示一影像。顯示單元700包括一彩色濾光片基板714具 有複數之用於構成影像的像素、一薄膜電晶體基板712係 20配置在彩色濾光片基板714的下方用於電氣地控制每一像 素、以及液晶（未顯示）係***彩色濾光片基板714與薄膜電 晶體基板712之間，用於根據構成在彩色濾光片基板714與 薄膜電晶體基板712之間的電場強度控制透光度。 薄膜電晶體基板712包括複數之供應構件（未顯示），用 24 589491 玖、發明說明 於供應及控制配置在其之周圍部分上的電氣影像信號。供 應構件（未顯示）分別地供應傳動信號與時序信號至薄膜電 晶體的閘極線路與資料線路，並且控制液晶的一對正角度 以及時序。 5 將包括發光元件900的背光總成安裝在顯示單元700的 下方’俾便均勻地提供光線至顯示單元70〇。 發光元件900包括一光導板91〇用於將光線引導至顯示 單元700、以及複數之發光體920用於產生光線並將光線供 應進入光導板910。光導板910具有一平坦的形狀具有一預 1〇定的厚度，並且去除其之角落部分。換言之，光導部分 910包括一入射表面911光線於其上入射、一背面915係與 該入射表面911相反、一放射表面930光線係自其放射至顯 不單元700、側表面914係與入射表面911及放射表面93〇垂 直、一第一去角表面912以及一第二去角表面係藉由去除 15 入射表面911與側表面914連接的邊緣部分而構成。光導板 910具有一楔形形狀，因此光導板91〇的厚度係從入射表面 911至背面915線性地減小。 於另一具體實施例中，光導部分係可進一步地包括第 二與第四去角表面（參考第8圖），相關於光導部分之橫向中 20 心線分別地與第一與第二去角表面對稱，並且可安裝與第 三及第四去角表面配合之附加的發光體。 再次參考第9圖’複數之發光體920用於產生光線並將 光線供應進入光導部分910，該光導部分包括一第一發光 體920a與該第一去角表面912相配合、一第二發光體92 〇b 25 玖、發明說明 。亥第一去角表面相配合、以及至少一中央發光體”以係 可任擇地安裝與該入射表面911相配合。發光體92〇係可安 裝入包括背光總成與顯示單元7〇〇的外罩中，或可藉由一 附裝之支撐部分加以支撐並固定。例如，發光二極體 5 (LEDs)係可使用作為發光體920。 光擴散構件810包括複數之擴散薄片安裝在放射表面 913與顯示單元7〇〇之間，用於改變在一任意角度下自放射 表面930放射的光線路徑，成為與放射表面93〇之前方向成 直角’俾使改良顯示單元700的亮度。再者，.一反射板"ο 10係女裝在光導板910的下方，用於將經由與放射表面930相 對的一底部表面所傳輸之光線反射進入光導板91()。於光 擴散構件810中之擴散薄片以及反射板82〇能夠改良光線效 率〇 光線係自發光體920產生，並接著經由入射表面911、 15第一去角表面912以及第二去角表面提供進入光導板910。 其後，入射光係在光導板910内部反射或折射，並且經由 放射表面930放射至顯示單元700。發光體92〇係配置在光 導板910之邊緣部分處與第一及第二去角表面相配合，因 此與所有發光體係平行於入射表面911而配置之傳統式顯 20示器裝置相較，能夠改良顯示單元700的亮度均勻性。特 別地，當減少發光體的數目俾使降低耗電量時，由於自與 第一及第二去角表面相配合配置的發光體放射的光線能夠 完全地提供至整個入射表面911，所以介於間隔更大的發 光體之間光導板910之黑暗部分、無放射區域不致顯現， 26 589491 玖、發明說明 從而防止降低亮度的均勻性。 當使用發光二極體（LEDs)作為發光體時，減少發光體 的數目對於節省顯示器裝置的製造成本以及改良電力效率 係為必要的，因為發光二極體（LEDs)係極為昂貴並耗費較 5 顯示器裝置之任一其他元件更多之電力。 如上所述，於本發明中，藉由去除光導板之至少一角 落部分而構成至少一去角表面，以及至少一發光體係配置 與該至少一去角表面相配合，因此至少一發光體的放射區 域係為擴大的。因此，當減少發光體之數目時，介於間隔 1〇更大的發光體之間光導板之黑暗部分、一無放射區域不致 顯現’從而改良顯示器裝置的亮度均勻性。 因此’能夠減少發光體之數目而不致降低發光元件的 亮度均勻性，因此能夠降低發光元件的製造成本並且改良 電力效率。特別地’當使用發光元件作為顯示器裝置的背 15光總成時，該光導板之形狀的修改以及發光體之佈置能夠 降低製造成本與耗電量。 儘官已說明本發明之示範的具體實施例，應瞭解的是 本發明不應限定在該等具體實施例，熟知此技藝之人士係 可對其作不同的改變與修改，而涵蓋在本發明之後的申請 20專利範圍的精神與範®壽内。 【圖式簡單說明】 第1圖係為一分解透視圖，概略地顯示一傳統式液晶 顯示器（LCD)裝置的結構； 第2A圖係為一概略視圖，用於解釋藉由採用作為傳統 27 589491 玖、發明說明 式液晶顯示器（LCD)裝置之背光總成的一元件的一傳統式 發光元件的光線供應； 第2B圖係為一概略視圖，用於解釋當於第2圖中所示 之發光二極體（LEDs)的數目減至三時的光線供應； 5 弟3圖係為一分解透視圖，概略地顯示本發明之第一 具體實施例的一種發光元件的結構； 第4圖係為一平面圖，概略地顯示於第3圖中所示之發 光元件的一入射表面； 第5圖係為一概略視圖，用於解釋於第3圖中所示之發 10光元件中的光線供應； 第6圖係為一概略視圖，用於圖示介於去角角度與放 射區域之間的關係； 第7 A及7B圖係為一概略視圖，顯示一發光元件具有 一或更多之中央發光體與一入射表面相配合； 15 第8圖係為一平面圖，概略地顯示本發明之一種具有 複數之光源的發光元件；以及 第9圖係為一分解透視圖，概略地顯示本發明之一具 體貫施例的一種包括發光元件的顯示器裝置。 28 589491 玖、發明說明 【圖式之主要元件代表符號表】 10...液晶顯不|§板 200…第一光源部分 12...上基板 210…第一邊部發光體 14...下基板 212...第一放射射線 16…切換元件 214...第二放射射線 20...背光總成 220…第二邊部發光體 22...光源 222···第三放射射線 2 2 a...邊部光線 224.··第四放射射線 22b._.中央光線 230…中央發光體 24...光導板 290…支撐部分 30…反射薄板 292··.第一表面 90...傳統式液晶顯示器裝置 294…第二表面 100...光導板 296…第三表面 110…入射表面 300…光導部分 112...第一去角表面 310…第三邊部發光體 114...第二去角表面 320·.·第四邊部發光體 120..·背面 330…中央發光體 122...第三去角表面 400···放射區域 124.··第四去角表面 410…第一部分 130...放射表面 420…第二部分 140…底部表面 460...第一邊部射線 150...側表面 470...第二邊部射線 150a·.·第一側表面 500.··有效區域 150b...第二側表面 700…顯示單元 29 589491 玖、發明說明 712...薄膜電晶體基板 914...侧表面 714...彩色濾光片基板 915.··背面 810...光擴散構件 920...發光體 820...反射板 920a…第一發光體 900...發光元件 920b...第二發光體 910...光導板 920c...中央發光體 911...入射表面 930...放射表面 912.. .第一去角表面 913.. .放射表面 1000·.·顯示裝置 30

Claims (1)

1. 拾、申請專利範圍 L 一種用於照明一顯示器裝置的發光元件，其係包含： 一光導部分，用於將光線引導至顯示器裝置的一 顯示單元’該料部分包括·· 一入射表面，光線係於其上入射； 一背面’係與該入射表面相反； -放射表面，該在人射表面上人射光線係自其放 射至顯示單元； 側表面，係與入射表面及放射表面垂直；以及 一第一去角表面，係構成在介於入射表面與其中 之一側表面之間的-角落部分處，其中第一去角表面 係在一去角角度下與入射表面會合；以及 一第一光源部分，用於放射光線至光導部分，該 第一光源部分包括一第一邊部發光體係配置與第一去 角表面相配合。 2·如申請專利範圍^項之發Μ件，其中該光導部分進 步地包含一第二去角表面，其係相關於光導部分之 縱向中心線而與第一去角表面對稱，以及第一光源部 π進而包括一第二邊部發光體係配置與第二去角表面 相配合。 如申凊專利範圍第2項之發光元件，其中該第一光源部 分進而包括一第一中央發光體係配置與入射表面相配 合。 •如申請專利範圍第3項之發光元件，其中該第一光源部 分進一步地包含至少一附加的中央發光體係配置與入 31 589491 拾、申請專利範圍 射表面相對稱，該至少一附加的中央發光體與第一中 央發光體係配置在與入射表面平行的一相同線中，彼 此間係間隔一段預定的距離。 10 5. 如申請專利範圍第2項之發光元件，進一步包含一第二 光源部分’以及光導部分進而包括—第三去角表面以 及-第四去角表面，其中相關於光導部分之橫向的中 心線第三去角表面係與第一去角表面對稱 以及第四 去角表面係與第二去角表面對稱，以及第二光源部分 包括-第三邊部發光體係配置與第三去角表面相配合 ，一第四邊部發光體係配置與第四去角表面相配合， 以及一第二中央發光體係配置與配置在第三與第四去 角表面之間的背入射表面相配合。 15 如申請專利範圍第5項之發光元件，其中該第一光源部 刀進一步地包含至少一附加的中央發光體係配置與背 入射表面相對稱，該至少一附加的中央發光體與第二 中央發光體係配置在與背入射表面平行的一相同線中 ’彼此間係間隔一段預定的距離。 20 6. ，·如申請專利範圍第2項之發光元件，其中該構成在入射 表面與第一及第二去角表面其中之一表面之間的去角 角度係小於角度90-兄4/2，其中兄4係為一放射角。 8·如申請專利範圍第i項之發光元件，其中該光導部分具 有一楔形形狀，致使光導部分的厚度係自入射表面至 背面線性地減小。 •如申請專利範圍第1項之發光元件，進一步地包含一光 32 拾、申請專利範圍 線散射構件係構成在光導部分之底部部分上，用於將 自入射表面所提供之光線散射至放射表面。 10·如申請專利範圍第4項之發光元件，其中該每一發光體 包含一發光二極體。 丑 11 · 一種用於顯示一影像的顯示器裝置，其係包含： 一背光總成，係用於產生光線，該背光總成包括： 一光導部分，係用於引導光線，該光導部分係具 有： ’、 一入射表面，光線於其上入射； 一背面’係與該入射表面相對； 放射表面，該在入射表面上入射光線係自其放 射； 側表面，係與入射表面及放射表面垂直；以及 第去角表面，係構成在介於入射表面與其中 之-側表面之間的一角落部分處，其中第一去角表面 系在去角角度處與入射表面會合；以及 第一光源部分，係用於放射光線至光導部分， 該第一光源部分具有： 一第一邊部發光體，係配置與第一去角表面相配 合；以及 一第一中央發光體，係配置與入射表面相配合； 以及 顯不單7L，係配置在放射表面上用於使用自背 光總成所供應之光線顯示影像。 33 589491 Μ、申請專利範圍 12.如申請專利範圍第η項之顯示器裝置，其中該光導部 分進-步地包含-第二去角表面，其係相關於光導部 分之縱向中心線而與第一去角表面對稱，以及第一光 源部分進而包括一第二邊部發光體係配置與第二去角 表面相配合。 13·如申請專利範圍第12項之顯示器裝置，其中該顯示器 裝置進-步包含-第二光源部分，以及光導部分進而 包括-第三去角表面以及一第四去角表面，其中相關 於光導部分之橫向的中心線第三去角表面係與第一去 角表面對S，以*第四★角表面係與第二去角表面對 稱，以及第二光源部分包括一第三邊部發光體係配置 與第三去角表面相配合，一第四邊部發光體係配置與 第四去角表面相配合，以及—第二中央發光體係配置 15 與配置在第三與第四去角表面之間的背入射表面相配 合〇 Μ·如申請專利範圍第12項之顯示器裝置，其中該構成在 入射表面與第-及第二去角表面其中之一表面之間的 去角角度係小於角度90-反4/2 ,其中兄4係為放射角。 15.如申請專利範圍第丨丨項之顯示器裝置，其中該光導部 分具有一楔形形狀，致使光導部分的厚度係自入射表 面至者面線性地減小。 16·如申請專利範圍第11項之顯示器裝置，進一步地包含 一光線散射構件係構成在光導部分之底部部分上，用 於將自入射表面所提供之光線散射至放射表面。 34 拾、申請專利範圍 17.如申請專利範圍第丨3項之顯示器裝置，其中兮每一發 光體包含一發光二極體。 1 8 ·如申請專利範圍第11項之顯示器裝置，進一步地勺八 光線擴散構件係配置在放射表面與顯示單元之間， 用於增加顯示單元之光線的均勻性。 19.如申請專利範圍第丨丨項之顯示器裝置，進—步地包含 一光線反射構件係配置在光導部分之下方用於反射光 線。 20·如申請專利範圍第⑽之顯示器裝置，其中該顯示單 元包括一彩色濾光片基板係具有像素用於呈現色彩、 一薄膜電晶體基板係配置在彩色濾光片基板的下方並 且具有一薄膜電晶體用於電氣地控制每一像素，以及 液晶係***於彩色遽光片基板與薄膜電晶體基板之間 ，用於根據電場強度控制透光度。 35