TWI516837B - 光源及應用其之顯示器 - Google Patents

光源及應用其之顯示器 Download PDF

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Description

光源及應用其之顯示器
本發明是有關於一種顯示器，且特別是有關於一種光源及應用其之顯示器。
隨著半導體科技不斷進步，消費者對於顯示器的顯示品質也不斷要求，希望顯示器所顯示的影像具有高亮度、高解析度以及高對比度，更希望顯示器具有重量輕以及省電的優勢。
在一般常見的液晶顯示器中，其畫素結構是由紅色次畫素、綠色次畫素以及藍色次畫素所構成，以紅、綠、藍三原色來組成影像的顏色。然而，傳統顯示器的背光模組以發光二極體陣列(LED array)做為背光源，無法針對各別的畫素結構調整其亮度或調整各個次畫素的出光比例，因此色彩的飽和度較差，且演色性不足。
本發明係有關於一種光源及應用其之顯示器，可使不同色光的光線在各自的畫素結構內混合之後，再經由出光面出光，以提高演色性。
根據本發明之一方面，提出一種用於顯示器之光源，包括一N邊形出光面、多數反射片以及多數個發光元件。N為大於或等於3之自然數。出光面具有一第一法線。反射片環繞出光面且每一反射片係對應地連接於出光面之每一側邊，且每一反射片分別與其相鄰之其他反射片彼此毗連，其中每一反射片包括一第一反射部以及一與第一反射部連接之第二反射部，第一、第二反射部分別具有一第二、第三法線，且第二法線與第一法線間形成一銳角α，而第三法線與第一法線間則形成一鈍角β，且出光面與此些反射片定義出一密閉的光反射空間。發光元件分別配置於每一第一反射部面向密閉的光反射空間之處，且此些發光元件所發出之光線的出光路徑可經此些反射片之第二反射部被改變而朝向出光面出光。
根據本發明之一方面，提出一種顯示器，包括多個畫素結構，此些畫素結構彼此相鄰以構成一畫素陣列，各畫素結構包括一N邊形出光面、多數反射片以及多數個發光元件。N為大於或等於3之自然數。出光面具有一第一法線。反射片環繞出光面且每一反射片係對應地連接於出光面之每一側邊，且每一反射片分別與其相鄰之其他反射片彼此毗連，其中每一反射片包括一第一反射部以及一與第一反射部連接之第二反射部，第一、第二反射部分別具有一第二、第三法線，且第二法線與第一法線間形成一銳角α，而第三法線與第一法線間則形成一鈍角β，且出光面與此些反射片定義出一密閉的光反射空間。發光元件分別配 置於每一第一反射部面向密閉的光反射空間之處，且此些發光元件所發出之光線的出光路徑可經此些反射片之第二反射部被改變而朝向出光面出光。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
100‧‧‧畫素結構
100A~100D‧‧‧畫素結構
110‧‧‧出光面
110A、110B、110C‧‧‧出光面
111‧‧‧反射片
111A、111B、111C‧‧‧反射片
112‧‧‧第一反射部
112A、112B、112C‧‧‧第一反射部
114‧‧‧第二反射部
114A、114B、114C‧‧‧第二反射部
120‧‧‧發光元件
120A‧‧‧紅色發光二極體
120B‧‧‧綠色發光二極體
120C‧‧‧藍色發光二極體
120D‧‧‧黃色發光二極體
130‧‧‧擴散板
150A~150D‧‧‧顯示器
S1、S2、S3‧‧‧側邊
L1‧‧‧第一法線
L2‧‧‧第二法線
L3‧‧‧第三法線
α‧‧‧銳角
β‧‧‧鈍角
C‧‧‧光反射空間
B‧‧‧光線
DA‧‧‧暗區
VA‧‧‧第一顯示區
VB‧‧‧第二顯示區
第1圖繪示依照本發明一實施例之畫素結構的剖面示意圖。
第2A~2C圖分別繪示依照本發明一實施例之畫素結構的立體示意圖。
第3A圖繪示畫素結構內的光反射空間的示意圖。
第3B圖繪示相鄰二畫素結構的剖面示意圖。
第4A~4D圖分別繪示單一畫素結構的俯視示意圖。
第5A~5D圖分別繪示依照本發明一實施例之顯示器的俯視示意圖。
本實施例之畫素結構及應用其之顯示器，係以一N邊形出光面、多個發光元件以及多個反射片組成單一畫素結構。此外，顯示器包括多個上述畫素結構，此些畫素結構彼此相鄰以構成一畫素陣列，以顯示一影像。發光元件例如由紅、綠、藍三色的發光二極體組合而成或紅、綠、藍、黃四色的發光二極體組合而成，且不同色光的發光元件的數量及排列方式可調整，以使不同色光的光線在各自的畫素結構內混合之後，再經由出光面出 光，以提高演色性。
以下係提出實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並非用以限縮本發明欲保護之範圍。
請參照第1及2A~2C圖，其中第1圖繪示依照本發明一實施例之畫素結構100的剖面示意圖，第2A~2C圖分別繪示依照不同實施例之畫素結構100A~100C的立體示意圖。在第1圖中，畫素結構100包括一出光面110、多數反射片111以及多數個發光元件120。每一反射片111包括一第一反射部112以及一與第一反射部112連接之第二反射部114。各發光元件120分別配置於每一第一反射部112面向密閉的光反射空間C(參見第3A圖)之處。第一反射部112例如為四邊形(參見第2A~2C圖)，第二反射部114例如為三角形(參見第2A~2C圖)。
出光面110為N邊形，N為大於或等於3之自然數(整數)。當出光面為三邊形時，如第2A圖所示，環繞出光面110A的第一反射部112A與第二反射部114A各有3片，且每一反射片111A對應地連接於出光面110之每一側邊S1，且每一反射片111A分別與其相鄰之其他反射片111A彼此毗連。當出光面為四邊形時，如第2B圖所示，環繞出光面110B的第一反射部112B與第二反射部114B各有4片，且每一反射片111B對應地連接於出光面110B之每一側邊S2，且每一反射片111B分別與其相鄰之其他反射片111B彼此毗連。當出光面為六邊形時，如第2C圖所示，環繞出光面110C的第一反射部112C與第二反射部114C各有6片，且每一反射片111C對應地連接於出光面110C之每一側邊S3，且每一反射片111C分別與其相鄰之其他反射片111C彼此毗 連。
在上述實施例中，六邊形出光面110C相較於三邊形110A或四邊形出光面110B，在相同的邊長下具有最大的出光面積，以加大單一畫素結構的出光面積。此外，6個發光元件120各別配置於每一第一反射部112C上相對於3個發光元件120各別配置於每一第一反射部112A上，可於單一畫素結構中加強至少一倍的光強度，以提高單一畫素結構的出光量。
在第1圖中，出光面110具有一第一法線L1，第一反射部112具有一第二法線L2，而第二反射部114具有一第三法線L3。第二法線L2與第一法線L1間形成一銳角α，例如20~80度左右，而第三法線L3與第一法線L1間則形成一鈍角β，例如110~170度左右。出光面110與此些反射片111定義出一密閉的光反射空間C，用以改變出光的方向。
請參照第3A圖，其繪示畫素結構100內的光反射空間的示意圖。每一發光元件120面向由出光面110與此些反射片111定義的一密閉的光反射空間C，並發射一光線B，以使光線B的出光路徑可經此些反射片111之第二反射部114被改變而朝向出光面110出光。
此外，出光面110上更可包括一擴散板130，例如是菱鏡片，用以多角度折射或發散光線B，以產生亮度均勻的面光源。發光元件120可選自單一色光或多色光的發光二極體或有機發光二極體。不同色光的光線B可於各個密閉的光反射空間C中均勻混光之後，再經由出光面110出光。
請參照第3B圖，其繪示相鄰二畫素結構100的剖 面示意圖。相鄰二畫素結構100之間具有一暗區DA，用以分隔第一顯示區VA與第二顯示區VB。此暗區DA為非出光區，由相鄰的二反射部所組成。因此，由第一顯示區VA出射的光線B與第二顯示區VB出射的光線B不會互相干擾，以避免各畫素結構100的畫質受到鄰近雜光的干擾。
接著，第4A~4D圖分別繪示單一畫素結構100A~100D的俯視示意圖。第5A~5D圖分別繪示依照不同實施例之顯示器150A~150D的俯視示意圖，各顯示器150A~150D包括多個畫素結構，此些畫素結構彼此相鄰以構成一畫素陣列。以下圖式以四個畫素結構做為範例說明，吾人可將更多上述的畫素結構依序排列，以構成更大尺寸的畫素陣列。
在第5A圖中，顯示器150A以第4A圖的畫素結構100A排列而成，在每一畫素結構100A中，3個發光元件相鄰設置在三邊形出光面110A周圍，且為不同色光之發光二極體，例如是：紅色發光二極體120A、綠色發光二極體120B及藍色發光二極體120C。其中，一藍色發光二極體120C分別與一紅色發光二極體120A及一綠色發光二極體120B相鄰設置在周圍區域，且紅、綠、藍三色發光二極體的數量比例可為1：1：1。
在第5B圖中，顯示器150B以第4B圖的畫素結構100B排列而成，在每一畫素結構100B中，4個發光元件相鄰設置在四邊形出光面110B周圍，且為不同色光之發光二極體，例如是：紅色發光二極體120A、綠色發光二極體120B及藍色發光二極體120C。其中，二藍色發光二極體120C分別與一紅色發光二極體120A及一綠色發光二極體120B相鄰設置在周圍區域，且 紅、綠、藍三色發光二極體的數量比例可為1：1：2。在本實施例中，增加藍色發光二極體120C的數量，可使混合後的白光中藍光的比例增加，以提高白光能量。
在第5C圖中，顯示器150C以第4C圖的畫素結構100C排列而成，在每一畫素結構100C中，6個發光元件相鄰設置在六邊形出光面110C周圍，且為不同色光之發光二極體，例如是：紅色發光二極體120A、綠色發光二極體120B及藍色發光二極體120C。其中，二紅色發光二極體120A分別與其他二藍色及二綠色之發光二極體相鄰設置在周圍區域，且紅、綠、藍三色發光二極體的數量比例可為1：1：1。
在第5D圖中，顯示器150D以第4D圖中具有六邊形出光面的畫素結構100D排列而成，在每一畫素結構100D中，包括四種色光之發光二極體，例如是：紅色發光二極體120A、綠色發光二極體120B、藍色發光二極體120C及黃色發光二極體120D。其中，三個黃色發光二極體120D分別與一紅色發光二極體120A、一藍色發光二極體120C及一綠色發光二極體120B的其中之二相鄰設置在周圍區域，且紅、綠、藍三色發光二極體的數量比例可為1：1：1：3。在本實施例中，增加黃色發光二極體120D之後，使得混合後的白光中黃光的比例增加，進而增加白光的明亮度。
上述實施例中，顯示器150A~150D的各個畫素結構可根據電晶體(未繪示)之電壓來控制各發光元件，以發出相對應實際影像的色光，以顯示一影像。例如：畫素結構若要顯示藍色影像，電晶體驅動相對應之發光元件發出藍光，其他發光元 件則不發光。另一畫素結構若要顯示紅色影像，電晶體驅動相對應之發光元件發出紅光，其他發光元件則不發光。吾人可根據上述實施例之畫素結構來製作顯示器，且顯示器具有省電、高演色性及高亮度等優點，以符合市場的需求。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧畫素結構
110‧‧‧出光面
111‧‧‧反射片
112‧‧‧第一反射部
114‧‧‧第二反射部
120‧‧‧發光元件
L1‧‧‧第一法線
L2‧‧‧第二法線
L3‧‧‧第三法線
α‧‧‧銳角
β‧‧‧鈍角

Claims (16)

  1. 一種用於顯示器之光源，該光源包括：一N邊形出光面，其中N為大於或等於3之自然數，具有一第一法線；複數反射片，環繞該出光面且每一該等反射片係對應地連接於該出光面之每一側邊，且每一該等反射片分別與其相鄰之其他該等反射片彼此毗連，其中每一該等反射片包括一第一反射部以及一與該第一反射部連接之第二反射部，該第一、第二反射部分別具有一第二、第三法線，且第二法線與該第一法線間形成一銳角α，而該第三法線與該第一法線間則形成一鈍角β，且該出光面與該等反射片定義出一密閉的光反射空間；以及複數個發光元件，分別配置於每一該第一反射部面向該密閉的光反射空間之處，且該等發光元件所發出之光線的出光路徑可經該等反射片之該第二反射部被改變而朝向該出光面出光。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光源，該第一反射部是一個四邊形，而該第二反射部則是一個三角形。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光源，其中該N邊形出光面上更包括一擴散板。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之光源，其中相鄰的該反射片之該第一反射部上所設置之發光元件為不同色光的發光二極體。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之光源，其中該些發光元件係 選自紅、綠、藍色的發光二極體。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光源，其中該些紅、綠、藍三色的發光二極體的數量比例為1：1：1或1：1：2。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之光源，其中該些發光元件由紅、綠、藍、黃四色的發光二極體組合而成。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之光源，其中該些紅、綠、藍、黃四色的發光二極體的數量比例為1：1：1：3。
  9. 一種顯示器，包括複數個畫素結構，該些畫素結構彼此相鄰以構成一畫素陣列，各該畫素結構包括：一N邊形出光面，其中N為大於或等於3之自然數，具有一第一法線；複數反射片，環繞該出光面且每一該等反射片係對應地連接於該出光面之每一側邊，且每一該等反射片分別與其相鄰之其他該等反射片彼此毗連，其中每一該等反射片包括一第一反射部以及一與該第一反射部連接之第二反射部，該第一、第二反射部分別具有一第二、第三法線，且第二法線與該第一法線間形成一銳角α，而該第三法線與該第一法線間則形成一鈍角β，且該出光面與該等反射片定義出一密閉的光反射空間；以及複數個發光元件，分別配置於每一該第一反射部面向該密閉的光反射空間之處，且該等發光元件所發出之光線的出光路徑可經該等反射片之該第二反射部被改變而朝向該出光面出光。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之顯示器，該第一反射部是 一個四邊形，而該第二反射部則是一個三角形。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之顯示器，該多邊形出光面上包括一擴散板。
  12. 如申請專利範圍第9至11項中任一項所述之顯示器，其中相鄰的該反射片之該第一反射部上所設置之發光二極體為不同色光的發光二極體。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之顯示器，其中該些發光元件係選自紅、綠、藍色的發光二極體。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之顯示器，其中紅、綠、藍三色的發光二極體的數量比例為1：1：1或1：1：2。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之顯示器，其中該些發光元件由紅、綠、藍、黃色的發光二極體組合而成。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之顯示器，其中紅、綠、藍、黃色的發光二極體的數量比例為1：1：1：3。
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