TWI544254B - 光源模組及顯示裝置 - Google Patents

Description

光源模組及顯示裝置

本發明是有關於一種光學設備及影像裝置，且特別是有關於一種光源模組及顯示裝置。

由於顯示技術的日新月異，輕薄化的消費形電子產品例如是手機、平板電腦、電視等多媒體影音裝置都是目前市場上的主流。輕薄化的顯示裝置在影音裝置也是主要考量的設計之一，現今應用在輕薄化設計的顯示裝置例如是液晶顯示裝置、電泳顯示裝置等。

在輕薄化的顯示裝置設計中，光源模組(包括前光模組或背光模組)的輕薄化都是其中的一大課題。而在顯示裝置中，反射式的顯示面板可有前光模組的搭配。隨著顯示裝置的體積不斷縮小及成本節省的趨勢之下，發光元件(如發光二極體(Light Emitting Diode,LED))由於其位置的分佈，在照光時會造成經由導光板照射到顯示面板的光的均勻度不足或是導光板的出光均勻度不足，導致導光板在上述發光元件正前方且靠近入光面的部分出現亮點、而亮點與亮點之間會形成暗點，也導致在習知的顯示 裝置中的可視區(active area)所顯示的畫面呈現亮度不均勻的情況，從而降低畫面品質。因此，需要一種可以提供均勻光源的光源模組及具有均勻出光效果的顯示裝置。

本發明提供一種光源模組，其可提供具有高均勻度的面 光源。

本發明提供一種顯示裝置，其可提供良好的畫面，且可 提昇影像亮度的均勻度。

本發明的一實施例提供一種光源模組，光源模組包括至 少一發光元件、一導光板、至少一第一導光端部、至少一第二導光端部以及一第一透光介質。發光元件適於發出至少一光束，且發光元件配置於導光板旁。導光板包括第一表面、第二表面以及入光面，第二表面相對於第一表面，且入光面連接第一表面及第二表面。導光端部位於導光板的具有入光面的一側，且位於發光元件的前方，而第二導光端部位於導光板具有入光面的側，並與第一導光端部連接。第一透光介質，至少配置於第一表面上之位於第一導光端部處，其中第一透光介質的折射率大於位於第一表面上之位於第二導光端部處的介質或空間之折射率。

本發明的一實施例提供一種顯示裝置，顯示裝置包括一顯示面板以及一光源模組，其中光源模組配置於顯示面板上方。光源模組包括至少一發光元件、一導光板、至少一第一導光端部、 至少一第二導光端部以及一第一透光介質。發光元件適於發出至少一光束，且發光元件配置於導光板旁。導光板包括第一表面、第二表面以及入光面，第二表面相對於第一表面，且入光面連接第一表面及第二表面，其中第一表面與第二表面之一朝向顯示面板，且第一表面與第二表面之另一背對顯示面板。導光端部位於導光板的具有入光面的一側，且位於發光元件的前方，而第二導光端部位於導光板的具有入光面的側，並與第一導光端部連接。 第一透光介質，至少配置於第一表面上之位於第一導光端部處，其中第一透光介質的折射率大於位於第一表面上之位於第二導光端部處的介質或空間之折射率。

在本發明的一實施例中，發光元件為多個發光元件，第一導光端部為多個第一導光端部，這些第一導光端部與第二導光端部沿著入光面交替排列。

在本發明的一實施例中，光源模組更包括一第二透光介質，其為位於第一表面上之位於第二導光端部處的介質，其中第二透光介質與第一透光介質連接。

在本發明的一實施例中，第二透光介質為透光膠層。

在本發明的一實施例中，位於第一表面上之位於第二導光端部處的介質為空氣、氣體或液體。

在本發明的一實施例中，導光板具有一可視區，可視區在靠近入光面的邊緣與發光元件之間在平行於第一表面的方向上的距離為0毫米至0.5毫米。

在本發明的一實施例中，光源模組更包括一保護蓋板，保護蓋板配置於第一表面或第二表面上方。

在本發明的一實施例中，顯示裝置更包括一保護蓋板，其中導光板配置於保護蓋板及顯示面板之間。

在本發明的一實施例中，光源模組更包括一第三透光介質，第三透光介質至少配置於第二表面上之位於第一導光端部處，其中第三透光介質的折射率大於位於第二表面上之位於第二導光端部處的介質或空間之折射率。

在本發明的一實施例中，第三透光介質更配置於第二表面上之位於第一導光端部及第二導光端部以外的區域。

在本發明的一實施例中，光源模組更包括一第四透光介質，其為位於第二表面上之位於第二導光端部處的介質，其中第四透光介質與第三透光介質連接。

在本發明的一實施例中，第一透光介質為透光膠層。

在本發明的一實施例中，第一透光介質更配置於第一表面上之位於第一導光端部及第二導光端部以外的區域。

在本發明的一實施例中，顯示面板為反射式顯示面板。

在本發明的一實施例中，第一透光介質的折射率小於導光板的折射率。

基於上述，本發明的實施例中的光源模組可以藉由導光板中第一導光端部及第二導光端部之表面介質的折射率不同設計，來消除習知光源模組所形成的亮點及暗點，藉以提昇照光的 均勻度。另外，本發明實施例中包括有上述光源模組的顯示裝置也藉由均勻的照光來提供良好的畫面品質。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

A‧‧‧可視區

D‧‧‧距離

I₁I₁’、I₂I₂’、I₃I₃’、I₄I₄’、I₅I₅’、I₆I₆’、I₇I₇’、I₈I₈’‧‧‧切面線

100‧‧‧光源模組

110、410A‧‧‧第一透光介質

111A、111B‧‧‧透光介質

120‧‧‧發光元件

121A、121C、123A、123C‧‧‧光束

140‧‧‧導光板

142A、142B、142C、142D、162A、182A、182C‧‧‧第一表面

143‧‧‧微結構

144A、144B、144C、144D、164A、184A‧‧‧第二表面

146‧‧‧入光面

150‧‧‧保護蓋板

160‧‧‧第一導光端部

180‧‧‧第二導光端部

200‧‧‧顯示面板

300A、300B、300C、300D、300E‧‧‧顯示裝置

410B‧‧‧第三透光介質

420A‧‧‧第二透光介質

420B‧‧‧第四透光介質

圖1是本發明的第一實施例中光源模組的俯視圖。

圖2A是根據圖1中切面線I₁I₁’的切面圖。

圖2B是根據2中切面線I₂I₂’的切面圖。

圖3是圖1中光源模組的立體圖。

圖4是本發明的另一實施例中顯示裝置的立體圖。

圖5A是根據圖4中切面線I₃I₃’之顯示裝置的部份切面圖。

圖5B是根據圖4中切面線I₄I₄’之顯示裝置的部份切面圖。

圖6是本發明的另一實施例中顯示裝置的立體圖。

圖7A是根據圖6中切面線I₅I₅’之顯示裝置的部份切面圖。

圖7B是根據圖6中切面線I₅I₅’之顯示裝置的部份切面圖。

圖8A是本發明另一實施例中顯示裝置的立體圖。

圖8B是根據圖8A中切面線I₇I₇’之顯示裝置的部份切面圖。

圖9A是本發明另一實施例中顯示裝置的立體圖。

圖9B是根據圖9A中切面線I₈I₈’之顯示裝置的部份切面圖。

圖10A是本發明的第二實施例中顯示裝置的立體圖。

圖10B是圖10A中顯示裝置的***圖。

圖1是本發明的第一實施例中光源模組的俯視圖，圖2A 是根據圖1中切面線I₁I₁’的切面圖，圖2B是根據2中切面線I₂I₂’的切面圖，而圖3是圖1中光源模組的立體圖。請參照圖1、圖2A及圖2B，本實施例的光源模組100包括至少一發光元件120(在此以多個發光元件120為例)、導光板140，其中導光板140具有第一表面142A、第二表面144A及入光面146，而在導光板140具有入光面的一側有交替排列的至少一第一導光端部160及至少一第二導光端部180(在此以多個第一導光端部160及多個第二導光端部180為例)。特別要說明的是，本實施例中第一導光端部160配置於發光元件120的正前方，而第二導光端部180連接第一導光端部160。請參照圖1及圖3，在本實施例中，第一透光介質110配置於第一表面142A上之位於第一導光端部160處及第一導光端部160和第二導光端部180以外處，且第一透光介質110的折射率大於第二導光端部180之第一表面142A上介質例如是空氣。更進一步來說，圖2A之切面圖繪示了包含本實施例中第一導光端部160的切面結構，而圖2B之切面圖繪示了包含本實施例中第二導光端部180的切面結構，其中第一表面162A、第二表面164A各自為第一表面142A、第二表面144A中對應到第一導光端部160的部份，而第一表面182A、第二表面184A各自為第一表 面142A、第二表面144A中對應到第二導光端部180的部份，藉以搭配下面的敘述來清楚說明本實施例。

請參照圖1、圖2A及圖2B，在本發明的第一實施例中，發光元件120適於發出光束到入光面146，上述光束包括例如是光束121A及光束123A。本實施例中光束121A在進入導光板140後被第二表面164A反射，反射後的光束121A到達配置有第一透光介質110的第一表面162A，因為第一透光介質110的折射率大於第一表面182A上介質(這邊例如是空氣)，導致光束121A較容易穿透出第一表面162A。相對來說，本實施例中光束123A進入導光板140後容易被第二表面184A及第一表面182A反射後再穿透可視區A的第一表面142A。更進一步來說，本實施例藉由第一透光介質110的配置來使第一表面162A及第二表面182A具有不同的反射率(Reflectance)及臨界角(critical angle)，藉以讓穿透發光元件120正前方之第一導光端部160的光束更容易在到達可視區A前就穿出導光板140，並讓穿透第二導光端部180的光束容易被反射到可視區才穿出導光板140，因此可視區A中靠近第一導光端部160的亮度降低而靠近第二導光端部180的亮度提昇，進而消除亮點、暗點及其所帶來的影響並增加光源模組100的出光均勻度。更詳細來說，請參照圖1，在本實施例中發光元件120與可視區A靠近入光面146的邊緣之間的距離D為7毫米至12毫米，但不限於此。

在本發明的第一實施例中，上述發光元件120例如是發 光二極體(Light Emitting Diode,LED)，但不限於此。在其他實施例中，發光元件120也可以是有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode,OLED)等其他適於發出光束的元件。另一方面，本實施例的第一表面142A上還具有多個光學微結構143，但不限於此。在其他實施例中光學微結構143也可以配置於導光板140的第一表面142A或第二表面144A，其中光學微結構143適於讓光線在對應到可視區A的地方穿出導光板140。在另一實施例中，光學微結構143也可以同時配置於導光板140的第一表面142A及第二表面144A上。

在本發明的第一實施例中，第一表面182A上的介質是空 氣，但不限於此。在其他實施例中，第一表面182A上的介質可以是其他氣體、液體或固體透光材質，其折射率小於第一透光介質110的折射率。進一步來說，本實施例的第一透光介質110為透光膠層。更進一步來說，本實施例的第一透光介質110之折射率大於空氣並小於導光板140的折射率，但不限於此。

圖4是本發明的另一實施例中顯示裝置的立體圖，圖5A 是根據圖4中切面線I₃I₃’之顯示裝置的部份切面圖，圖5B是根據圖4中切面線I₄I₄’之顯示裝置的部份切面圖，其中圖4的發光元件120為了清楚展示導光板之結構而沒有繪示。請參照圖4、圖5A及圖5B，本實施例的顯示裝置300A具有光源模組及顯示面板200，且這邊的光源模組類似於圖1中的光源模組，其不同之處在於本實施例的光源模組還具有保護蓋板150，其配置於第一透光 介質110上方。在本實施例中，顯示面板200位於導光板的下方。 更詳細得說，本實施例的第二表面144B朝向顯示面板200，而第一表面142B的上方設置有保護蓋板150，其適於保護第一透光介質110。本實施例在於光源模組其他細節的設計及功效與本發明之第一實施例相同，其中圖5A可以對應到圖2A，而圖5B可以對應到圖2B。也就是說，圖5A之切面圖繪示了包含本實施例中第一導光端部的切面結構，而圖5B之切面圖繪示了包含本實施例中第二導光端部的切面結構，且本實施例類似第一實施例中的第一透光介質110配置，因此其所能達到的功效及細節在此也不再贅述。 另外，在本實施例中顯示面板200例如是反射式顯示面板，但不限於此。在本發明其他實施例中，顯示面板200更可以是穿透式顯示面板或半穿透式顯示面板。本實施例中顯示面板200(亦即反射式顯示面板)可以藉由光源模組所提供的高均勻度的光來提供良好的顯示畫面。

圖6是本發明的另一實施例中顯示裝置的立體圖，圖7A 是根據圖6中切面線I₅I₅’之顯示裝置的部份切面圖，圖7B是根據圖6中切面線I₅I₅’之顯示裝置的部份切面圖，其中圖6的發光元件120為了清楚展示導光板140之結構而沒有繪示，且圖7A之切面圖繪示了包含本實施例中第一導光端部的切面結構，而圖7B之切面圖繪示了包含本實施例中第二導光端部的切面結構。請參照圖6、圖7A及圖7B，本實施例中與本發明第一實施例相似的元件均以相同標號標示，其中各相似元件的配置在此也不再贅述。 本實施例不同的地方在於導光板140之第一表面142C及第二表面144C相互之間配置的關係，在本實施例中保護蓋板150配置於第二表面144C上方，而第一表面142C朝向顯示面板200。換句話說，本實施例的導光板140配置於保護蓋板150及顯示面板200之間，而第一透光介質110配置於第一表面142C上，也就是導光板140及顯示面板200之間。請參照圖7A及圖7B，在本實施例中發光元件120發出的光束中有部份會穿透導光板140的第一導光端部，例如是光束121C，由於有第一透光介質110配置，因此光束121C在進入導光板140後易於穿出第一表面142C，也就是光束121C易於在進入導光板140對應到可視區A之區域前就會穿出導光板140，進而降低發光元件120正前方之可視區A的亮度。 另外，本實施例中發光元件120發出的光束中有部份會穿透導光板140的第二導光端部，例如是光束123C，由於對應到第二導光端部的第一表面182C上沒有配置第一透光介質110，光束123C易於被反射到導光板140對應到可視區A之區域才穿出導光板140，進而提昇鄰近第二導光端部之部份可視區A的亮度。換句話說，本實施例藉由第一透光介質110的配置來改變顯示面板200和導光板140之間介面的反射率及臨界角度，藉此來提昇可視區內照光的均勻度及顯示裝置300B的畫面品質。

圖8A是本發明另一實施例中顯示裝置的立體圖，圖8B 是根據圖8A中切面線I₇I₇’之顯示裝置的部份切面圖。請參照圖8A及圖8B，本實施例的顯示裝置300C與圖6、圖7A及圖7B所 繪示之實施例中的顯示裝置300B相似，其不同之處在於本實施例還具有透光介質111A，其覆蓋於第二表面144D上。詳細來說，本實施例的透光介質111A配置於保護蓋板150及導光板140之間，且透光介質111A覆蓋導光板140，其中透光介質111A的折射率在本實施例中小於第一透光介質110的折射率，但不限於此。 在其他實施例中，透光介質111A的折射率可以相同或不同於第一透光介質110的折射率。再進一步來說，本實施例的透光介質111A例如是透光膠層，但不限於此，在其他實施例中透光介質111A更可以是任何適於覆蓋第二表面144D的液體、固體或氣體透光介質。

圖9A是本發明另一實施例中顯示裝置的立體圖，圖9B是根據圖9A中切面線I₈I₈’之顯示裝置的部份切面圖。請參照圖9A及圖9B，本實施例的顯示裝置300D與圖4、圖5A及圖5B所繪示之實施例中的顯示裝置300A相似，其不同之處在於本實施例還具有透光介質111B，其覆蓋於第二表面144E上。詳細來說，本實施例的透光介質111B配置於保護蓋板150及導光板140之間，且透光介質111B覆蓋導光板140，其中透光介質111B的折射率在本實施例中小於第一透光介質110的折射率，但不限於此。 在其他實施例中，透光介質111B的折射率可以相同或不同於第一透光介質110的折射率。再進一步來說，本實施例的透光介質111B例如是透光膠層，但不限於此，在其他實施例中透光介質111B更可以是任何適於覆蓋第二表面144E的液體、固體或氣體透光介 質。

圖10A是本發明的第二實施例中顯示裝置的立體圖，圖 10B是圖10A中顯示裝置的***圖。請參照圖10A及圖10B，在本實施例中，顯示裝置300E包括有顯示面板200、發光元件120、保護蓋板150、導光板140、第一透光介質410A、第二透光介質420A、第三透光介質410B、第四透光介質420B。第一透光介質410A配置於保護蓋板150及導光板140之間除了對應到第二導光端部180以外的區域，而第二透光介質420A配置於保護蓋板150及導光板140之間對應到第二導光端部180的區域。第三透光介質410B配置於顯示面板200及導光板140之間除了對應到第二導光端部180以外的區域，而第四透光介質420B配置於顯示面板200及導光板140之間對應到第二導光端部180的區域。在本實施例中，第一透光介質410A及第二透光介質420A均為透光膠層，其中第一透光介質410A的折射率大於第二透光介質420A的折射率，但不限於此。在其他實施例中，第二透光介質更可以是其他適於透光的氣體、液體或固體，其折射率小於第一透光介質的折射率。在本實施例中，第三透光介質410B及第四透光介質420B均為透光膠層，其中第三透光介質410B的折射率大於第四透光介質420B的折射率，但不限於此。在其他實施例中，第四透光介質更可以是其他適於透光的氣體、液體或固體，其折射率小於第三透光介質的折射率。在本實施例中，藉由上述多個透光介質的配置，使導光板140對應到第一導光端部160的兩個表面在進入可 視區前均易於讓光束穿出導光板140，而對應到第二導光端部180的兩個表面在進入可視區前均易於將光束反射到可視區才穿出導光板140，藉此來消除可視區內因為發光元件120的位置所產生的亮點、暗點影響。

綜上所述，本發明的實施例藉由導光板的第一表面及第 二表面上至少一種透光介質的位置配置來使同一表面上在不同位置有不同的反射率，藉以讓發光元件正前方的部份導光板出光較少，而對應到發光元件之間的部份導光板出光較多，因此可以消除導光板靠近發光元件的一側上的亮點及暗點，並使光源模組的出光更均勻。另外，藉由上述的光源模組可以讓顯示裝置提供更良好的畫面。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

A‧‧‧可視區

D‧‧‧距離

I₁I₁’、I₂I₂’‧‧‧切面線

100‧‧‧光源模組

120‧‧‧發光元件

146‧‧‧入光面

160‧‧‧第一導光端部

180‧‧‧第二導光端部

Claims (27)

1. 一種光源模組，包括：至少一發光元件，適於發出至少一光束；一導光板，其中該至少一發光元件配置於該導光板旁，該導光板包括：一第一表面；一第二表面，相對於該第一表面；以及一入光面，連接該第一表面及該第二表面；至少一第一導光端部，位於該導光板的具有該入光面的一側，且位於該至少一發光元件的前方；至少一第二導光端部，位於該導光板的具有該入光面的該側，並與該至少一第一導光端部連接：以及一第一透光介質，至少配置於該第一表面上之位於該至少一第一導光端部處，其中該第一透光介質的折射率大於位於該第一表面上之位於該至少一第二導光端部處的介質或空間之折射率。
2. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該至少一發光元件為多個發光元件，該至少一第一導光端部為多個第一導光端部，該些第一導光端部與該至少一第二導光端部沿著該入光面交替排列。
3. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，更包括一第二透光介質，其為位於該第一表面上之位於該至少一第二導光端部處的介質，其中該第二透光介質與該第一透光介質連接。
4. 如申請專利範圍第3項所述的光源模組，其中該第二透光介質為透光膠層。
5. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中位於該第一表面上之位於該至少一第二導光端部處的介質為空氣、氣體或液體。
6. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該導光板具有一可視區，該可視區在靠近該入光面的邊緣與該至少一發光元件之間在平行於該第一表面的方向上的距離為0毫米至0.5毫米。
7. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，更包括：一保護蓋板，配置於該第一表面或該第二表面上方。
8. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，更包括：一第三透光介質，至少配置於該第二表面上之位於該至少一第一導光端部處，其中該第三透光介質的折射率大於位於該第二表面上之位於該至少一第二導光端部處的介質或空間之折射率。
9. 如申請專利範圍第8項所述的光源模組，其中該第三透光介質更配置於該第二表面上之位於該至少一第一導光端部及該至少一第二導光端部以外的區域。
10. 如申請專利範圍第8項所述的光源模組，更包括一第四透光介質，其為位於該第二表面上之位於該至少一第二導光端部處的介質，其中該第四透光介質與該第三透光介質連接。
11. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該第一透光介質為透光膠層。
12. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該第一透光介質更配置於該第一表面上之位於該至少一第一導光端部及該至少一第二導光端部以外的區域。
13. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該第一透光介質的折射率小於該導光板的折射率。
14. 一種顯示裝置，包括：一顯示面板；以及一光源模組，配置於該顯示面板上方，該光源模組包括：至少一發光元件，適於發出至少一光束；一導光板，其中該至少一發光元件配置於該導光板旁，該導光板包括：一第一表面；一第二表面，相對於該第一表面，其中該第一表面與該第二表面之一朝向該顯示面板，且該第一表面與該第二表面之另一背對該顯示面板；以及一入光面，連接該第一表面及該第二表面；至少一第一導光端部，位於該導光板的具有該入光面的一側，且位於該至少一發光元件的前方；至少一第二導光端部，位於該導光板的具有該入光面的該側，並與該至少一第一導光端部連接：以及一第一透光介質，至少配置於該第一表面上之位於該至少一第一導光端部處，其中該第一透光介質的折射率大於位 於該第一表面上之位於該至少一第二導光端部處的介質或空間之折射率。
15. 如申請專利範圍第14項所述的顯示裝置，其中該至少一發光元件為多個發光元件，該至少一第一導光端部為多個第一導光端部，該些第一導光端部與該至少一第二導光端部沿著該入光面交替排列。
16. 如申請專利範圍第14項所述的顯示裝置，更包括一第二透光介質，其為位於該第一表面上之位於該至少一第二導光端部處的介質，其中該第二透光介質與該第一透光介質連接。
17. 如申請專利範圍第16項所述的顯示裝置，其中該第二透光介質為透光膠層。
18. 如申請專利範圍第14項所述的顯示裝置，其中位於該第一表面上之位於該至少一第二導光端部處的介質為空氣、氣體或液體。
19. 如申請專利範圍第14項所述的顯示裝置，其中該導光板具有一可視區，該可視區在靠近該入光面的邊緣與該至少一發光元件之間在平行於該第一表面的方向上的距離為0毫米至0.5毫米。
20. 如申請專利範圍第14項所述的顯示裝置，更包括：一保護蓋板，其中該導光板配置於該保護蓋板及該顯示面板之間。
21. 如申請專利範圍第14項所述的顯示裝置，更包括： 一第三透光介質，至少配置於該第二表面上之位於該至少一第一導光端部處，其中該第三透光介質的折射率大於位於該第二表面上之位於該至少一第二導光端部處的介質或空間之折射率。
22. 如申請專利範圍第21項所述的顯示裝置，其中該第三透光介質更配置於該第二表面上之位於該至少一第一導光端部及該至少一第二導光端部以外的區域。
23. 如申請專利範圍第21項所述的顯示裝置，更包括一第四透光介質，其為位於該第二表面上之位於該至少一第二導光端部處的介質，其中該第四透光介質與該第三透光介質連接。
24. 如申請專利範圍第14項所述的顯示裝置，其中該第一透光介質為透光膠層。
25. 如申請專利範圍第14項所述的顯示裝置，其中該第一透光介質更配置於該第一表面上之位於該至少一第一導光端部及該至少一第二導光端部以外的區域。
26. 如申請專利範圍第14項所述的顯示裝置，其中該顯示面板為反射式顯示面板。
27. 如申請專利範圍第14項所述的顯示裝置，其中該第一透光介質的折射率小於該導光板的折射率。