CN103791274A - 平面光源产生装置 - Google Patents

Abstract

本发明的平面光源产生装置包括导光板模块、光源模块与滤光片模块。上述光源模块设置于导光板模块的一侧，且光源模块适于发出光线以射入导光板模块。上述滤光片模块设置于光源模块所发出的光线进入导光板模块的路径上。上述滤光片模块中相对应光源模块的位置设有至少一渐层区，其中渐层区与光源模块之间可进行相对位置的改变而调整进入导光板模块中的光线的频谱分布或强度。

Description

平面光源产生装置

技术领域

本发明是有关于一种平面光源产生装置，且特别是有关于一种可应用于侧边入光式背光模块的平面光源产生装置。

背景技术

目前背光模块依照光源与出光面相对位置的不同，可区分成直下式(Bottom Lighting)及侧边入光式(Edge Lighting)两种背光模块。直下式背光模块是直接将光源放置于液晶面板下方，使光源所发出的光线经由反射板反射后分散射出。侧边入光式背光模块为将光源设置于背光模块的边缘，当光源所发出的光线进入导光板后，便可藉由导光板底部的印刷网点或微结构将光线导引至导光板的出光面。上述直下式背光模块或侧边入光式背光模块中的所使用的光源一般可区分为发光二极管(LED)与冷阴极灯管(Cold Cathode FluorescentLamp,简称CCFL)等兩种型式，其中发光二极管又可以区分为红绿蓝(RGB)LED与白光LED两种类型。

然而在不同批次的制程中所制作出的白光LED，其亮度或色度皆有些微差异，甚至在同一批次制程中所制作出的白光LED也或多或少具有上述问题。因此若光源模块中包括有多个不同亮度或色度的白光LED，则将导致难以掌控背光模块的色度与亮度的品质。此外，对于传统背光模块而言，当背光模块中的多个白光LED组装完成之后，便无法再改变背光模块的色度与亮度。

有鉴于此，有必要提出一种新的背光模块，以解决多个白光LED所造成的色度与亮度的差异问题。

发明内容

本发明提出一种平面光源产生装置，以便于达成能动态调整背光模块的色度及/或亮度。

为达上述优点或其他优点，本发明的一实施例提出一种平面光源产生装置，包括：导光板模块、光源模块与滤光片模块。上述光源模块设置于导光板模块的一侧，且光源模块适于发出光线以射入导光板模块。上述滤光片模块设置于光源模块所发出的光线进入导光板模块的路径上。上述滤光片模块中相对应光源模块的位置设有至少一渐层区，其中渐层区与光源模块之间可进行相对位置的改变而调整进入导光板模块中的光线的频谱分布或强度。

在本发明的一实施例中，上述的导光板模块包含导光板主体、光学网点图案结构、底反射片、扩散片与棱镜片。导光板主体具有第一表面与第二表面。光学网点图案结构完成在第一表面上，用以将进入导光板主体的光线进行反射而从第二表面穿出。底反射片完成在第一表面的一侧，用以将穿出导光板主体的光线反射回导光板主体中。扩散片与棱镜片分别完成在第二表面的一侧。

在本发明的一实施例中，上述的导光板模块还包含顶反射片，完成在第二表面的一侧并接近光源模块，用以反射从光源模块所发出的光线，并使得反射的光线从第二表面进入导光板主体。

在本发明的一实施例中，上述的滤光片模块设置于顶反射片与导光板主体之间。

在本发明的一实施例中，上述的滤光片模块设置于光源模块与导光板主体之间。

在本发明的一实施例中，上述的滤光片模块包含色度滤光片及/或一亮度滤光片，其中色度滤光片上设有色度渐层区，色度渐层区包含有多个不同颜色的透光区域，用以调整进入导光板模块中的光线的频谱分布；亮度滤光片上设有亮度渐层区，亮度渐层区包含有多个不同透光率的透光区域，用以调整进入导光板模块中的光线的强度。

在本发明的一实施例中，上述的色度渐层区呈现黄白蓝渐层分布，亮度渐层区呈现黑白渐层分布。

在本发明的一实施例中，上述的平面光源产生装置还包含容置框，用以容置导光板模块、光源模块与滤光片模块，其中容置框包括至少一透孔与至少一滤片刻度痕。上述透孔对应光源模块而形成于容置框的一侧。上述滤片刻度痕位于透孔的一侧，色度滤光片及/或亮度滤光片的一端穿过透孔并沿特定方向移动，藉由调整色度滤光片及/或亮度滤光片的该端在滤片刻度痕上的位置进而使亮度渐层区及/或色度近层区与光源模块之间进行相对位置的改变。

在本发明的一实施例中，上述的光源模块包含设置于光源模块的一侧的电路板与设置于电路板上的多个点光源。

在本发明的一实施例中，上述的点光源为多个白光发光二极管。

在本发明的一实施例中，上述的光源模块包含设置于光源模块的一侧的电路板与设置于电路板上的多个线光源。

在本发明的一实施例中，上述的线光源为冷阴极灯管。

综上所述，本发明所提出的平面光源产生装置，是设置具有渐层区的滤光片模块于光源模块所发出的光线进入导光板模块的路径上，并藉由改变渐层区与光源模块之间的相对位置，进而调整进入导光板模块中的光线的频谱分布或强度。如此将可轻易调控背光模块的色度与亮度。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1A为本发明的一实施例的平面光源产生装置的剖面图；

图1B为图1A的平面光源产生装置中的导光板主体、滤光片模块与光源模块的俯视图；

图1C为图1B的具有渐层区的滤光片模块的侧视图以及光源模块与滤光片模块中的渐层区的相对位置图；

图1D为本发明的另一实施例的具有渐层区的滤光片模块的侧视图以及光源模块与滤光片模块中的渐层区的相对位置图；

图1E为本发明的另一实施例的具有渐层区的滤光片模块的侧视图以及光源模块与滤光片模块中的渐层区的相对位置图；

图2为本发明的另一实施例的具有渐层区的滤光片模块的侧视图以及光源模块与滤光片模块中的渐层区的相对位置图；

图3为本发明的另一实施例的具有色度滤光片与亮度滤光片的滤光片模块的侧视图以及与滤光片模块中的渐层区的相对位置图；

图4为本发明的另一实施例的平面光源产生装置的剖面图；

图5A为本发明的图1A的平面光源产生装置的立体爆炸图；

图5B为本发明的图5A的平面光源产生装置的立体组装图；

图5C为本发明的图5B于移除导光板模块后的平面光源产生装置的立体组装图；

图6为本发明另一实施例的移除导光板模块后的平面光源产生装置的立体组装图。

其中，附图标记：

100、400：平面光源产生装置

110、410：导光板模块

111：导光板主体

112：光学网点图案结构

113：底反射片

115：扩散片

116：棱镜片

120、120a：光源模块

121、122、123、124、125a、125b：白光发光二极管

130、612：滤光片模块

130a、130b、130c：色度滤光片

130P：端点

132：亮度滤光片

140：电路板

190、690：容置框

192、196：透孔

194、6124：滤片刻度痕

412：顶反射片

6122：转动式滤光片

6126：滤片对位线

L1：光线

Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6：色度渐层区

Z21、Z22、Z23、Z24：亮度渐层区

S1：第一表面

S2：第二表面

D1：方向

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

图1A为本发明的一实施例的平面光源产生装置的剖面图。图1B为图1A的平面光源产生装置中的导光板主体、滤光片模块与光源模块的俯视图。图1C为图1B的具有渐层区的滤光片模块的侧视图以及光源模块与滤光片模块中的渐层区的相对位置图。请合并参阅图1A～图1C。本发明的平面光源产生装置100包括导光板模块110、光源模块120、滤光片模块130与容置框190。上述光源模块120设置于导光板模块110的一侧，且光源模块120适于发出光线L1进入导光板模块110。上述滤光片模块130设置于光源模块120所发出的光线L1进入导光板模块110的路径上。上述滤光片模块130中相对应光源模块120的位置设有至少一渐层区，例如是色度渐层区Z1。其中色度渐层区Z1与光源模块120之间可进行相对位置的改变而调整进入导光板模块110中的光线的频谱分布或强度。上述容置框190，将于后续图5A～5B中进行解说。

请继续参照图1A。上述导光板模块110包括导光板主体111、光学网点图案结构112、底反射片113、扩散片115与棱镜片116。上述导光板主体111具有第一表面S1与第二表面S2。上述光学网点图案结构112完成在第一表面S1上。当光线L1进入导光板主体111后，会在导光板主体111中进行全反射。而光学网点图案结构112用以破坏光线L1在导光板主体111中的全反射，以便于使光线L1可以反射并穿出第二表面S2。此外，上述底反射片113设置于第一表面S1的一侧，用以将穿出导光板主体111的光线反射回导光板主体111中。此外，上述扩散片115与棱镜片116依序设置在第二表面S2的一侧，其中扩散片115用以从导光板主体111穿出的光线L1能够扩散的更为均匀，而棱镜片116用以集中光线以提升模块亮度。

请继续参照图1A并合并参照图1B。上述光源模块120包括电路板140与多个点光源。上述电路板140设置于光源模块120的一侧。上述多个点光源例如是多个白光发光二极管121、122、123、124，且至少一白光LED对应一渐层区。于图1B中是以四个白光LED121、122、123、124分别对应四个色度渐层区Z1、Z2、Z3、Z4为解说范例，但本发明不以此为限。

请继续参照图1C。上述滤光片模块130例如包括色度滤光片及/或亮度滤光片。而于图1C中是以滤光片模块130包括色度滤光片130a作为解说范例。上述色度滤光片130a上设有至少一色度渐层区，于图1C中是以色度滤光片130a包含有四个色度渐层区Z1、Z2、Z3、Z4为解说范例，但本发明不以此为限。上述色度渐层区Z1、Z2、Z3、Z4包含有多个不同颜色的透光区域，用以调整进入导光板模块110中的光线的频谱分布。此外，上述每一色度渐层区Z1、Z2、Z3、Z4例如是呈现黄白蓝渐层分布，如图1C所示。本发明藉由调整色度滤光片130a中的色度渐层区Z1、Z2、Z3、Z4与白光LED121、122、123、124的相对位置，使得白光LED121、122、123、124所发出的白光进入色度渐层区而使得白光的发光频谱能够进行动态微调，以便得到所需的白光色度规格。值得一提的是，上述色度滤光片130a的动态移动方向例如平行于色度渐层区Z1、Z2、Z3、Z4的颜色渐层方向。

图1D为本发明的另一实施例的具有渐层区的滤光片模块的侧视图以及光源模块与滤光片模块中的渐层区的相对位置图。请参照图1D。上述的滤光片模块除了可以是包含有多个色度渐层区的色度滤光片130a之外，本发明的滤光片模块例如亦可以是仅包含一色度渐层区Z5的色度滤光片130b，其中色度渐层区Z5对应光源模块120中的多个白光LED121、122、123、124。且色度滤光片130b的动态移动方向例如平行于色度滤光片130b的颜色渐层方向。值得一提的是，若光源模块包含电路板与线光源(例如是冷阴极灯管)，亦即将上述多个白光LED替换成冷阴极灯管，则上述的仅包含一色度渐层区Z5的色度滤光片130b，亦可应用配置于冷阴极灯管(图未示出)与导光板模块之间。

图1E为本发明的另一实施例的具有渐层区的滤光片模块的侧视图以及光源模块与滤光片模块中的渐层区的相对位置图。请参照图1E。若光源模块120a中包含两组不同色度规格的白光LED，例如包含需进行白光频谱调整的白光LED125a与无需进行频谱调整的白光LED125b，则色度滤光片130c相对白光LED125a的位置需设置色度渐层区Z6，而色度滤光片130c相对白光LED125b的位置则无需设置色度渐层区。因此本发明的色度滤光片可依照光源模块中的多个白光LED的频谱分布来设计须设置色度渐层区的位置。

图2为本发明的另一实施例的具有渐层区的滤光片模块的侧视图以及光源模块与滤光片模块中的渐层区的相对位置图。请参照图2。本发明的上述滤光片模块130例如是亮度滤光片132。上述亮度滤光片132上设有至少一亮度渐层区，且亮度渐层区包含有多个不同透光率的透光区域，可用以调整进入导光板模块110中的光线的强度。于图2中是以亮度滤光片132包含有四个亮度渐层区Z21、Z22、Z23、Z24，并分别对应光源模块120中的四个白光LED121、122、123、124为解说范例，但本发明不以此为限。此外，上述每一亮度渐层区Z21、Z22、Z23、Z24例如分别呈现黑白渐层分布。因此，若白光LED121、122、123、124所发射出的原始白光过亮，则可移动亮度滤色片132，以便于将亮度渐层区Z21、Z22、Z23、Z24中透光率较低的区域(颜色偏黑的区域)对应于白光LED121、122、123、124。

图3为本发明的另一实施例的具有色度滤光片与亮度滤光片的滤光片模块的侧视图以及与滤光片模块中的渐层区的相对位置图。请参阅图3。本发明的上述滤光片模块130例如同时包括有色度滤光片130a及亮度滤光片132。而于图3中以光源模块120具有四个白光LED121、122、123、124并分别对应四个色度渐层区Z1、Z2、Z3、Z4与四个亮度渐层区Z21、Z22、Z23、Z24为解说范例。值得一提的是，当光线通过色度滤光片130a后亦会降低出射光线的亮度。因此亮度滤光片132与色度滤光片130a的较佳的相对设置方式为，让亮度渐层区Z21、Z22、Z23、Z24中较黑的区域对应色度渐层区Z1、Z2、Z3、Z4中的黄色区域，如此可以避免由光源模块120所射出的光线经过色度滤光片与亮度滤光片之后过度降低出射光线的亮度。

图4为本发明的另一实施例的平面光源产生装置的剖面图。请合并参照图4与图1A。本实施例的平面光源产生装置400除了包括平面光源产生装置100的所有元件与结构之外，平面光源产生装置400中的导光板模块410还包含顶反射片412。上述顶反射片412完成于导光板模块410的第二表面S2的一侧并接近光源模块120。上述顶反射片412用以反射从光源模块120所发出的光线，并使得反射光线从第二表面S2进入导光板主体111。如此可避免光源模块120所发出的光线在未进入导光板主体111进行面光源的转换之前，就从光源模块120直接发射至扩散片115。因此，在平面光源产生装置400中，滤光片模块130除了可以设置在光源模块120与导光板主体111之间，亦可设置于顶反射片412与导光板主体111之间。此外，值得一提的是，若考虑光源模块120所发射的光线有可能会发射至光源模块120下方的电路板140，则上述滤光片模块130例如亦可设置在电路板140与光源模块120之间。

以上描述在于从平面光源产生装置的平面剖面图与平面俯视图来解说本发明的平面光源产生装置的结构。以下，则利用平面光源产生装置的立体组装图与爆炸图来进行更详尽的结构描述。

图5A为本发明的图1A的平面光源产生装置的立体爆炸图。图5B为本发明的图5A的平面光源产生装置的立体组装图。图5C为本发明的图5B于移除导光板模块后的平面光源产生装置的立体组装图。请先参阅图5A。本发明的平面光源产生装置100包括导光板模块110、光源模块120、滤光片模块130与容置框190。上述容置框190用以容置导光板模块110、光源模块120与滤光片模块130。上述容置框190包括至少一透孔与至少一滤片刻度痕194，于图5A中以透孔192、196为解说范例。上述透孔192、196对应光源模块120而形成于容置框190的一侧与相对一侧，且上述滤片刻度痕194位于透孔192的一侧，然而亦可设置另一滤片刻度痕于透孔196的一侧。上述滤光片模块130的一端130P穿过透孔192，而滤光片模块130的另一端(图未示出)穿过透孔196，并使滤光片模块130沿一特定方向D1移动，藉由调整滤光片模块130的该端130P至滤片刻度痕194上的位置进而使滤光片模块130与光源模块120之间进行相对位置的改变。本发明的平面光源产生装置100组装后的示意图请参考图5B与图5C。其中图5C为移除图5B中的导光板模块110后的示意图，可以更清楚的看出滤光片模块130与光源模块120的相对配置关系。由图5B与图5C中可看出，滤片刻度痕194以颜色的不同渐层程度来作为刻度，并相对滤光片模块130中的渐层区的分布方式来设计滤片刻度痕194，以便于藉由移动滤光片模块130的该端130P至滤片刻度痕194的不同渐层颜色的位置，即可调整滤光片模块130的渐层区中的不同颜色或不同透光率的透光区域与光源模块120的相对位置。值得一提的是，上述将滤光片模块130暂时固定于滤片刻度痕194上的方式例如是粘贴的方式。

图6为本发明另一实施例的移除导光板模块后的平面光源产生装置的立体组装图。于前述实施例中，滤光片模块皆以平面条状的方式呈现滤光片的型态。然而于本实施例中，本发明另提出滤光片模块612，配置于容置框690的一侧上方，且配置于光源模块120上方。上述容置框690不具有上述的透孔。上述滤光片模块612包括转动式滤光片6122与滤片刻度痕6124，如图6所示。上述转动式滤光片6122例如是色度滤光片或是亮度滤光片，以颜色的不同渐层程度来作为刻度，且其渐层方向D1垂直于光源模块120中的各点光源的配置延伸方向。上述转动式滤光片6122环绕于滤片刻度痕6124周围，且转动式滤光片6122的边缘处具有滤片对位线6126。如此于转动该转动式滤光片6122时，即可藉由滤片对位线6126所对应到的滤片刻度痕6124的不同渐层区，而得知并得以进一步调整转动式滤光片6122中的不同颜色或不同透光率的渐层区与光源模块120的相对位置。

综上所述，本发明所提出的平面光源产生装置，是设置具有渐层区的滤光片模块于光源模块所发出的光线进入导光板模块的路径上，并藉由改变渐层区与光源模块之间的相对位置，进而调整进入导光板模块中的光线的频谱分布或强度。如此将可轻易调控背光模块的色度与亮度。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (12)

1.一种平面光源产生装置，其特征在于，包含：

一导光板模块；

一光源模块，设置于该导光板模块的一侧，该光源模块所发出的光线进入该导光板模块；以及

一滤光片模块，设置于该光源模块所发出的光线进入该导光板模块的路径上，该滤光片模块中相对应该光源模块的位置而设有至少一渐层区，该渐层区与该光源模块之间可进行相对位置的改变而调整进入该导光板模块中的光线的频谱分布或强度。

2.根据权利要求1所述的平面光源产生装置，其特征在于，该导光板模块包含：

一导光板主体，具有一第一表面与一第二表面；

一光学网点图案结构，完成在该第一表面上，用以将进入该导光板主体的光线进行反射而从该第二表面穿出；以及

一底反射片，完成在该第一表面的一侧，用以将穿出该导光板主体的光线反射回该导光板主体中；

一扩散片，完成在该第二表面的一侧；以及

一棱镜片，完成在该第二表面的一侧。

3.根据权利要求2所述的平面光源产生装置，其特征在于，该导光板模块还包含一顶反射片，完成在该第二表面的一侧并接近该光源模块，用以反射从该光源模块所发出的光线，并使得反射的光线从该第二表面进入该导光板主体。

4.根据权利要求2所述的平面光源产生装置，其特征在于，该滤光片模块设置于该顶反射片与该导光板主体之间。

5.根据权利要求1所述的平面光源产生装置，其特征在于，该滤光片模块设置于该光源模块与该导光板主体之间。

6.根据权利要求1所述的平面光源产生装置，其特征在于，该滤光片模块包含：

一色度滤光片及/或一亮度滤光片，该色度滤光片上设有一色度渐层区，该色度渐层区包含有多个不同颜色的透光区域，用以调整进入该导光板模块中的光线的频谱分布，该亮度滤光片上设有一亮度渐层区，该亮度渐层区包含有多个不同透光率的透光区域，用以调整进入该导光板模块中的光线的强度。

7.根据权利要求6所述的平面光源产生装置，其特征在于，该色度渐层区呈现黄白蓝渐层分布，该亮度渐层区呈现黑白渐层分布。

8.根据权利要求6所述的平面光源产生装置，其特征在于，还包含一容置框，用以容置该导光板模块、该光源模块与该滤光片模块，其中该容置框包括：

至少一透孔，该透孔对应该光源模块而形成于该容置框的一侧，以及；

至少一滤片刻度痕，位于该透孔的一侧，该色度滤光片及/或该亮度滤光片的一端穿过该透孔并沿一特定方向移动，藉由调整该色度滤光片及/或该亮度滤光片的该端在该滤片刻度痕上的位置进而使该亮度渐层区及/或该色度近层区与该光源模块之间进行相对位置的改变。

9.根据权利要求1所述的平面光源产生装置，其特征在于，该光源模块包含：

一电路板，设置于该光源模块的一侧；以及

多个点光源，设置于该电路板上。

10.根据权利要求9所述的平面光源产生装置，其特征在于，所述点光源为多个白光发光二极管。

11.根据权利要求1所述的平面光源产生装置，其特征在于，该光源模块包含：

一电路板，设置于该光源模块的一侧；以及

一线光源，设置于该电路板上。

12.根据权利要求11所述的平面光源产生装置，其特征在于，该线光源为一冷阴极灯管。

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