CN115440130A - 光源模块及显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光源模块及显示设备，所述光源模块包括发光组件、导光板及滤光片。发光组件包括发光面。导光板包括入光面，导光板设置成入光面面向发光面。滤光片设置于发光面与入光面之间，滤光片的反射频带的中心波长落在570nm至590nm的范围中。发光组件自发光面发出具有第一色温的第一光，第一光经过滤光片后，过滤为具有第二色温的第二光，导光板的入光面接收第二光，其中第一色温低于第二色温。

Description

光源模块及显示设备

技术领域

本发明涉及一种光学模块及设备，尤其涉及一种光源模块及显示设备。

背景技术

光源模块被广泛的应用于显示设备中，而应用于光源模块的发光组件以发光二极管(Light Emitting Diode，LED)为主。一般而言，为了提升光源模块的色彩饱和度，会使用混和式LED作为发光组件，例如蓝光发光二极管搭配绿色及红色荧光粉，来提升光源模块的色彩饱和度，但其以NTSC(National Television System Committee)为标准的色域较窄。若以红色/蓝色/绿色三色发光二极管作为发光组件，其效率较差且因不同发光二极管的衰减速率不同而容易产生色差。因此，如何使光源模块具有较佳的色彩饱和度，且同时具有较广的NTSC色域是目前欲解决的问题。

发明内容

本发明是针对一种光源模块及显示设备，具有较佳的色彩饱和度及较广的NTSC色域。

根据本发明的实施例，光源模块包括发光组件、导光板及滤光片。发光组件包括发光面。导光板包括入光面，导光板设置成入光面面向发光面。滤光片设置于发光面与入光面之间，滤光片的反射频带的中心波长落在570nm至590nm的范围中。发光组件自发光面发出具有第一色温的第一光，第一光经过滤光片后，过滤为具有第二色温的第二光，导光板的入光面接收第二光，其中第一色温低于第二色温。

在根据本发明的实施例的光源模块中，第一色温在2500K至3800K之间。

在根据本发明的实施例的光源模块中，第二色温在6000K至7000K之间。

在根据本发明的实施例的光源模块中，滤光片包括基底以及设置于基底上的堆栈结构，堆栈结构包括交错堆栈的(N+1)个第一材料层和N个第二材料层，N为正整数。第二材料层的每一者夹在第一材料层的其中两者之间，且第一材料层具有第一折射率，第二材料层具有第二折射率，第一折射率大于第二折射率。

在根据本发明的实施例的光源模块中，上述的第一折射率与第二折射率的差值与堆栈结构的层数的比值在0.049至0.277之间。

在根据本发明的实施例的光源模块中，第一材料层的材料包括二氧化钛，且第二材料层的材料包括二氧化硅。

在根据本发明的实施例的光源模块中，第一材料层的每一者的厚度为3(λ₀/4n₁)或5(λ₀/4n₁)，第二材料层的每一者的厚度为3(λ₀/4n₂)或5(λ₀/4n₂)，其中λ₀为滤光片的反射频带的中心波长，n₁为第一折射率，n₂为第二折射率。

在根据本发明的实施例的光源模块中，反射频带的宽度范围在20nm至120nm。

在根据本发明的实施例的光源模块中，发光组件包括硅酸盐或黄色荧光粉。

根据本发明的实施例，显示设备包括如上述之光源模块以及显示模块。显示模块位于光源模块的导光板下。

在根据本发明的实施例的光源模块中，上述的显示模块为反射式显示模块。

在根据本发明的实施例的光源模块中，上述的光源模块为前光源模块。

在根据本发明的实施例的光源模块中，上述的显示模块通过黏着材料与光源模块的导光板接合。

基于上述，本发明的光源模块包括设置于发光面与入光面之间的滤光片，且滤光片的反射频带的中心波长落在570nm至590nm的范围中，可使具有较低色温的第一光经滤光片过滤为具有较高色温的第二光，进而可得到较广的NTSC色域的光源模块，并可提升显示设备的色彩饱和度。

附图说明

图1是依照本发明一实施例的一种光源模块的剖视示意图；

图2是图1的显示设备中一种发光组件的剖视示意图；

图3是图1的显示设备中一种滤光片的剖视示意图；

图4是依照本发明一实施例的一种滤光片的反射光谱图；

图5是依照本发明一实施例的一种第一光的光谱图；

图6是依照本发明一实施例的一种第二光的光谱图；

图7是依照本发明一实施例的一种显示设备的剖视示意图。

附图标记说明

10:显示设备；

100:光源模块；

110:发光组件；

111:经封装的发光二极管；

112:发光二极管芯片；

114:荧光结构；

119:电路板；

110a:发光面；

120:滤光片；

122:基底；

124:堆栈结构；

124a:第一材料层；

124b:第二材料层；

130:导光板；

130a:入光面；

200:显示模块；

L1:第一光；

L2:第二光。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

本文中所提到的方向用语，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本发明。

在附图中，各附图示出的是特定实施例中所使用的方法、结构和/或材料的通常性特征。然而，这些附图不应被解释为界定或限制由这些实施例所涵盖的范围或性质。举例来说，为了清楚起见，各膜层、区域和/或结构的相对尺寸、厚度及位置可能缩小或放大。

在下述实施例中，相同或相似的组件将采用相同或相似的标号，且将省略其赘述。此外，不同实施例中的特征在没有冲突的情况下可相互组合，且依本说明书或权利要求范围所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本专利涵盖的范围内。

本说明书或权利要求范围中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名分立(discrete)的组件或区别不同实施例或范围，而并非用来限制组件数量上的上限或下限，也并非用以限定组件的制造顺序或设置顺序。此外，一组件/膜层设置在另一组件/膜层上(或上方)可涵盖所述组件/膜层直接设置在所述另一组件/膜层上(或上方)，且两个组件/膜层直接接触的情况；以及所述组件/膜层间接设置在所述另一组件/膜层上(或上方)，且两个组件/膜层之间存在一或多个组件/膜层的情况。

图1是依照本发明一实施例的一种光源模块的剖视示意图。图2是图1的光源模块中一种发光组件的剖视示意图。图3是图1的光源模块中一种滤光片的剖视示意图。图4是依照本发明一实施例的一种滤光片的反射光谱图。图5是依照本发明一实施例的一种第一光的光谱图。图6是依照本发明一实施例的一种第二光的光谱图。

请参照图1，光源模块100包括发光组件110、滤光片120及导光板130。发光组件110包括发光面110a，导光板130包括入光面130a，且导光板130的入光面130a设置成面向发光组件110的发光面110a。滤光片120设置于发光面110a与入光面130a之间，且滤光片120的反射频带的中心波长落在570nm至590nm的范围中。发光组件110自发光面110a发出具有第一色温的第一光L1，第一光L1经过滤光片120后，过滤为具有第二色温的第二光L2，导光板130的入光面130a接收第二光L2，且第一色温低于第二色温。在图1中，光源模块100可进一步由盖板(未标示)覆盖，且发光组件110、滤光片120及导光板130可通过黏着材料(未标示)贴附于盖板(未标示)上，但不以此为限。在其他实施例中，光源模块100的发光组件110、滤光片120及导光板13可通过其他机构相对彼此定位而组装在一起。

导光板130的入光面130a可接收第二光L2，将第二光L2引导成面光源。导光板130的材料可包括玻璃、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methylmethacrylate)，PMMA)或其他合适的有机材料或无机材料，本发明不以此为限。导光板130的入光面130a位于导光板130的侧边，因此光源模块100具有侧面入光的设计。发光组件110可以是灯条且设置于导光板130的侧边。因应侧面入光以及灯条的设计，滤光片120可以是一个带状的沿着入光面130a设置的光学膜片。

请参照图2，发光组件110在一些实施例中可以是由经封装的发光二极管111与承载发光二极管的电路板119构成，且举例而言，经封装的发光二极管111可包括发光二极管芯片112及荧光结构114。发光二极管芯片112例如为蓝色发光二极管，但本发明不以此为限。荧光结构114可包括基质与参杂在基质中的硅酸盐(silicate)或黄色荧光粉(例如YAG)，但本发明不以此为限。在图2中，荧光结构114可围绕发光二极管芯片112的周边与顶面，不过在另一些实施例中，荧光结构114可仅设置于发光二极管芯片112的顶面。发光二极管芯片112所发出的光线包括直接由发光面110a射出的第一部分以及经荧光结构114转换后才由发光面110a射出的第二部分。在一些实施例中，第二部分的波长可以叫第一部分的波长更长。另外，第一部分与第二部分的光共同组成具第一色温的第一光L1。以荧光结构114包括硅酸盐(silicate)或黄色荧光粉(例如YAG)为例，第一色温的范围可落在2500K至3800K之间，或是低于6000K。

请参照图3，滤光片120可包括基底122以及设置于基底122上的堆栈结构124。基底122可为透光材料，例如聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methylmethacrylate)，PMMA)或其他合适材料，本发明不以此为限。堆栈结构124包括交错堆栈的(N+1)个第一材料层124a和N个第二材料层124b，其中N为正整数，且第二材料层124b的每一者夹在第一材料层124a的其中两者之间。也就是说，相邻两第一材料层124a之间夹有一第二材料层124b。第一材料层124a的材料不同于第二材料层124b的材料。第一材料层124a具有第一折射率，第二材料层124b具有第二折射率，且第一折射率大于第二折射率。举例而言，第一材料层124a的材料可包括二氧化钛，第二材料层124b的材料可包括二氧化硅，但本发明不限于此。在其他实施例中，第一材料层124a的材料可选自硅(Si)、五氧化二钽(Ta₂O₅)、二氧化钛(TiO₂)、五氧化三钛(Ti₃O₅)或五氧化二铌(Nb₂O₅)，而第二材料层124b的材料可选自于：二氧化硅(SiO₂)或氟化镁(MgF₂)。通过堆栈结构124的设计，滤光片120的反射频带的中心波长可落在570nm至590nm的范围中，且反射频带的宽度范围可落在20nm至120nm。

图4呈现出第一材料层124a的材料为二氧化钛而第二材料层124b的材料为二氧化硅所构成的堆栈结构的穿透光谱图。此外，图4为滤光片120的两个示例的穿透光谱图，且这两个示例具有不同层数的堆栈结构124。如图4所示，两滤光片120的示例所呈现的反射频带的中心波长大致落在570nm至590nm的范围，且反射频带的宽度范围落在20nm至120nm。另外，包括N为5的堆栈结构124的滤光片120的反射频带宽度较包括N为3的堆栈结构124的滤光片120的反射频带宽度窄。由此可知，在已知第一材料层124a及第二材料层124b的材料特性的情况下，滤光片120可通过调整堆栈结构124的层数，来调整其反射频带的宽度。

在一些实施例中，为了达到需要的滤光效果，第一折射率与第二折射率的差值越小，堆栈结构124需要的层数越多。前述堆栈结构124的层数指第一材料层124a的个数(N+1)与第二材料层124b的个数(N)的总和，也就是2N+1。举例而言，第一折射率与第二折射率的差值(Δn)与堆栈结构124的层数(2N+1)的比值(Δn/(2N+1))可以在0.049至0.277之间。在一些实施例中，N至少为3，较佳地，N可为3、5或7，或其他奇数。

在一些实施例中，第一材料层124a的每一者的厚度为3(λ₀/4n₁)或5(λ₀/4n₁)，第二材料层124b的每一者的厚度为3(λ₀/4n₂)或5(λ₀/4n₂)，其中λ₀为滤光片120的反射频带的中心波长，n₁为第一折射率，n₂为第二折射率。在已知第一材料层124a及第二材料层124b的材料的情况下，滤光片120可通过调整第一材料层124a的厚度和/或第二材料层124b的厚度，来调整其反射频带的中心波长。举例而言，可依循布拉格反射律来估计需要的第一材料层124a的厚度和/或第二材料层124b的厚度，及堆栈结构124需要的总层数。

在本实施例中，第一光L1经滤光片120可过滤成第二光L2。第一光L1自发光组件110的发光面110a发出，其光色偏黄，具有较低色温，例如2500K至3800K之间(即第一色温)，其光谱图如图5所示。由于滤光片120可滤掉波长在570nm至590nm附近的光，进而可将第一光L1过滤成第二光L2，第二光L2的光谱图如图6所示。第二光L2相较第一光L1呈现为色温较高的白光，其色温(即第二色温)例如在6000K至7000K之间且可达到约82％NTSC色域面积。第二光L2用于显示应用时可使画面具有良好的色彩饱和度。

图7是依照本发明一实施例的一种显示设备的剖视示意图。图7的显示设备10包括光源模块100及显示模块200。显示模块200位于光源模块100的导光板130下，举例而言，显示模块200可以通过黏着材料与导光板130接合以形成显示设备10，但本发明不以此为限。

在一示例性的应用方式中，显示设备10可以为反射式显示设备，其光源模块100可以为前光源模块，显示模块200可以为反射式显示模块，但本发明不以此为限。也就是说，使用者观看显示设备10所呈现的画面时，光源模块100位在显示模块200与用户之间。光源模块100可包括发光组件110、滤光片120及导光板130。发光组件110包括发光面110a，导光板130包括入光面130a，且导光板130的入光面130a设置成面向发光组件110的发光面110a。滤光片120设置于发光面110a与入光面130a之间，且滤光片120的反射频带的中心波长落在570nm至590nm的范围中。发光组件110自发光面110a发出具有第一色温的第一光L1，第一光L1经过滤光片120后，过滤为具有第二色温的第二光L2，导光板130的入光面130a接收第二光L2，且第一色温低于第二色温。显示模块200将来自导光板130的第二光L2反射成图像供用户观看。基于上述光源模块100的设置，其可达到较广的NTSC色域面积。因此，显示模块200通过光源模块100所反射的图像可具有较佳的色彩饱和度。

综上所述，本发明的光源模块包括滤光片设置于发光面与入光面之间，且滤光片的反射频带的中心波长落在570nm至590nm的范围中，可使具有较低色温的第一光经滤光片过滤为具有较高色温的第二光，进而可得较广的NTSC色域的光源模块，并可提升显示设备的色彩饱和度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种光源模块，其特征在于，包括：

发光组件，包括发光面；

导光板，包括入光面，所述导光板设置成所述入光面面向所述发光面；以及

滤光片，设置于所述发光面与所述入光面之间，所述滤光片的反射频带的中心波长落在570nm至590nm的范围中，

其中所述发光组件自所述发光面发出具有第一色温的第一光，所述第一光经过所述滤光片后，过滤为具有第二色温的第二光，所述导光板的所述入光面接收所述第二光，其中所述第一色温低于所述第二色温。

2.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述第一色温在2500K至3800K之间。

3.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述第二色温在6000K至7000K之间。

4.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述滤光片包括基底以及设置于所述基底上的堆栈结构，所述堆栈结构包括交错堆栈的(N+1)个第一材料层和N个第二材料层，N为正整数，

所述第二材料层的每一者夹在所述第一材料层的其中两者之间，且

所述第一材料层具有第一折射率，所述第二材料层具有第二折射率，所述第一折射率大于所述第二折射率。

5.根据权利要求4所述的光源模块，其特征在于，所述第一折射率与所述第二折射率的差值与所述堆栈结构的层数的比值在0.049至0.277之间。

6.根据权利要求4所述的光源模块，其特征在于，所述第一材料层的材料包括二氧化钛，且所述第二材料层的材料包括二氧化硅。

7.根据权利要求4所述的光源模块，其特征在于，N至少为3。

8.根据权利要求4所述的光源模块，其特征在于，所述第一材料层的每一者的厚度为3(λ₀/4n₁)或5(λ₀/4n₁)，所述第二材料层的每一者的厚度为3(λ₀/4n₂)或5(λ₀/4n₂)，其中λ₀为所述滤光片的所述反射频带的所述中心波长，n₁为所述第一折射率，n₂为所述第二折射率。

9.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述反射频带的宽度范围在20nm至120nm。

10.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述发光组件包括硅酸盐或黄色荧光粉。

11.一种显示设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至10任一项所述的光源模块；以及

显示模块，位于所述光源模块的所述导光板下。

12.根据权利要求11所述的显示设备，其特征在于，所述显示模块为反射式显示模块。

13.根据权利要求11所述的显示设备，其特征在于，所述光源模块为前光源模块。

14.根据权利要求11所述的显示设备，其特征在于，所述显示模块通过黏着材料与所述光源模块的所述导光板接合。

Images