TW201421076A - 光源元件、顯示單元及電子裝置 - Google Patents

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Abstract

一種顯示單元包括一顯示區段及一光源元件。該光源元件包括：一個或複數個第一光源，其各自經組態以發射第一照明光；及一導光板，其具有一第一端表面、一第二端表面及複數個散射區域，且使該第一照明光在該等散射區域中散射以將該光發射至外部，該第一端表面與該第二端表面彼此對置，且該等散射區域在該第一端表面與該第二端表面之間的一預定區域中具備一恆定密度及一均勻形狀。該等第一光源經配置以面向至少該第一端表面，且將該第一照明光導引至該預定區域之一傾斜區段係提供於該等第一光源與該導光板之該預定區域之間。

Description

光源元件、顯示單元及電子裝置 相關申請案之交叉參考
本申請案主張於2012年11月21日提出申請之日本優先權專利申請案JP 2012-255659之權益，該專利申請案之全部內容以引用方式併入本文中。
本發明係關於實現一視差屏障系統中之立體觀看及多重觀看之一種光源元件、一種顯示單元及一種電子裝置。
視差屏障系統之一立體顯示單元習知為能夠在無特殊眼鏡之情形下為裸眼提供立體觀看之立體顯示系統中之一者。該立體顯示單元具有經安置以面向二維顯示面板之一前表面(顯示表面側)之一視差屏障。該視差屏障之一典型組態包括沿一水平方向交替配置之屏蔽區段及條形開口(狹縫)。該屏蔽區段屏蔽來自該二維顯示面板之顯示影像光，且該條形開口允許顯示影像光通過其。
在該視差屏障系統中，用於立體觀看之視差影像(在兩個透視圖之情形中用於右眼之一透視影像及用於左眼之一透視影像)以一空間分區方式顯示於該二維顯示面板上，且該等視差影像沿該水平方向由該視差屏障分隔開，藉此達成立體觀看。藉由在觀看者沿一預定方向自一預定位置觀看該立體顯示單元時適當設定該視差屏障之該等狹縫中之每一者之一寬度以及諸如此類，可能允許不同透視影像之光穿過 該等狹縫單獨地進入一觀看者之右眼及左眼。
應注意，在(舉例而言)使用一透射性液晶顯示面板作為二維顯示面板之情形中，可能將一視差屏障安置於二維顯示面板之一後表面側上。在此情形中，該視差屏障安置於該透射性液晶顯示面板與一背光之間。在日本未經審查專利申請公開案第2012-226294號中，揭示一種光源元件，其中在用作一背光之一導光板之一內反射表面上提供一散射型樣且因此該導光板具有等效於一視差屏障之一功能。
如日本未經審查之專利申請公開案第2012-226294號中所述，在其中導光板具有等效於一視差屏障之一功能之情形中，自該導光板發射之光之平面內明度分佈較佳地可係均勻的。在日本未經審查之專利申請公開案第2012-226294號中，依據位置來修改散射型樣之形狀，且因此允許平面內明度分佈為均勻的。另一方面，甚至在提供具有一均勻形狀之一散射型樣之情形中，亦期望均勻的平面內明度分佈。
因此，提供藉由使用一導光板來達成等效於一視差屏障之一功能且改良平面內明度分佈之不均勻性之一種光源元件、一種顯示單元及一種電子裝置係合意的。
根據本發明之一實施例，提供一種光源元件，其包括：一個或複數個第一光源，其各自經組態以發射第一照明光；及一導光板，其具有一第一端表面、一第二端表面及複數個散射區域，且使該第一照明光在該複數個散射區域中散射以將用於顯示複數個透視影像之光發射至外部，該第一端表面與該第二端表面彼此對置，且該複數個散射區域在該第一端表面與該第二端表面之間的一預定區域中具備一恆定密度及一均勻形狀。該一個或該複數個第一光源經配置以面向至少該第一端表面，且將該第一照明光導引至該預定區域之一傾斜區段係提供於該一個或該複數個第一光源與該導光板之該預定區域之間。
根據本發明之一實施例，提供一種顯示單元，其包括經組態以顯示複數個透視影像之一顯示區段及經組態以朝向該顯示區段發射用於顯示該複數個透視影像之光之一光源元件。該光源元件包括：一個或複數個第一光源，其各自經組態以發射第一照明光；及一導光板，其具有一第一端表面、一第二端表面及複數個散射區域，且使該第一照明光在該複數個散射區域中散射以將該光發射至外部，該第一端表面與該第二端表面彼此對置，且該複數個散射區域在該第一端表面與該第二端表面之間的一預定區域中具備一恆定密度及一均勻形狀。該一個或該複數個第一光源經配置以面向至少該第一端表面，且將該第一照明光導引至該預定區域之一傾斜區段係提供於該一個或該複數個第一光源與該導光板之該預定區域之間。
根據本發明之一實施例，提供一種具備一顯示單元之電子裝置，該顯示單元包括經組態以顯示複數個透視影像之一顯示區段及經組態以朝向該顯示區段發射用於顯示該複數個透視影像之光之一光源元件。該光源元件包括：一個或複數個第一光源，其各自經組態以發射第一照明光；及一導光板，其具有一第一端表面、一第二端表面及複數個散射區域，且使該第一照明光在該複數個散射區域中散射以將該光發射至外部，該第一端表面與該第二端表面彼此對置，且該複數個散射區域在該第一端表面與該第二端表面之間的一預定區域中具備一恆定密度及一均勻形狀。該一個或該複數個第一光源經配置以面向至少該第一端表面，且將該第一照明光導引至該預定區域之一傾斜區段係提供於該一個或該複數個第一光源與該導光板之該預定區域之間。
在根據本發明之各別實施例之光源元件、顯示單元及電子裝置中，來自第一光源之第一照明光由散射區域散射且發射至導光板之外部。因此，可能允許該導光板具有作為相對於該第一照明光之一視差 屏障之一功能。換言之，等效地，該導光板充當以該等散射區域作為開口(狹縫)之一視差屏障。因此，可能達成三維顯示及多重觀看。
此外，自該導光板發射之光之明度分佈(該第一照明光之平面內明度分佈)之不均勻性係藉由提供於該第一光源與該導光板之該預定區域之間的該傾斜區段而得以改良。
在根據本發明之各別實施例之光源元件、顯示單元及電子裝置中，散射該第一照明光之該複數個散射區域係提供於該導光板上。因此，可能允許該導光板相對於該第一照明光具有等效地用作一視差屏障之一功能。
此外，將該第一照明光導引至該預定區域之該傾斜區段係提供於該第一光源與該導光板之該預定區域之間。因此，可能改良該第一照明光之平面內明度分佈之不均勻性。
應理解，上述概括說明及以下詳細說明兩者皆係例示性的，且意欲提供對如所主張之本發明之進一步闡釋。
1‧‧‧顯示區段
2‧‧‧第一光源
3‧‧‧導光板
3A‧‧‧第一內反射表面
3B‧‧‧第二內反射表面
4‧‧‧傾斜區段
4A‧‧‧傾斜區段
4B‧‧‧傾斜區段
4C‧‧‧鏡面反射板
5‧‧‧反射體
5A‧‧‧漫射反射體
6‧‧‧漫射光學構件
7‧‧‧第二光源
11B‧‧‧藍色子像素
11G‧‧‧綠色子像素
11R‧‧‧紅色子像素
31‧‧‧散射區域
32‧‧‧全反射區域
50‧‧‧預定區域
51‧‧‧第一端表面
52‧‧‧第二端表面
53‧‧‧第三端表面
54‧‧‧第四端表面
200‧‧‧圖像顯示螢幕區段
210‧‧‧前面板
220‧‧‧濾光玻璃
L‧‧‧傾斜長度
L1‧‧‧第一照明光
L10‧‧‧第二照明光
L20‧‧‧光/發射光束
N‧‧‧法線
n0‧‧‧導光板3外部之折射率
n1‧‧‧導光板3內部之折射率
T‧‧‧導光板3之厚度
t‧‧‧入射端之厚度
X‧‧‧方向
Y‧‧‧方向
α‧‧‧傾斜角
β‧‧‧歸途最小傳播角
γ‧‧‧向外最小傳播角
θ‧‧‧傾斜角
包括隨附圖式以提供對本發明之進一步理解，且該等隨附圖式併入於本說明書中並構成其一部分。該等圖式圖解說明實施例且與說明書一起用來闡釋本發明之原理。
圖1係圖解說明根據本發明之一第一實施例沿一顯示單元之Y方向之一組態實例之一剖面圖。
圖2係圖解說明沿該顯示單元之X方向之一組態實例之一剖面圖。
圖3係圖解說明一導光板之一組態實例之一平面圖。
圖4係圖解說明一顯示區段之一像素結構之一實例之一平面圖。
圖5係圖解說明在僅接通一第一光源(置於一照明狀態下)之情形中光束之一發射狀態之一實例之一剖面圖。
圖6係圖解說明在僅接通該第一光源(置於照明狀態下)之情形中一平面內發光型樣之一實例之一平面圖。
圖7係圖解說明在僅接通一第二光源(置於照明狀態下)之情形中光束之一發射狀態之一實例之一剖面圖。
圖8係圖解說明在僅接通第二光源(置於照明狀態下)之情形中一平面內發光型樣之一實例之一平面圖。
圖9係圖解說明根據一可比實例沿一顯示單元之Y方向之一組態實例之一剖面圖。
圖10係圖解說明根據該可比實例之該顯示單元中之一導光板之一發光表面之明度分佈之一實例之一特性圖。
圖11係在接近第一光源之一側上之導光板之一第一端區段之一結構之一說明圖。
圖12係在與第一光源對置之一側上之導光板之一第二端區段之一結構之一說明圖。
圖13係圖解說明進入導光板之第二端區段之一光束之角分佈之一特性圖。
圖14係圖解說明由導光板之第二端區段反射之一光束之角分佈之一特性圖。
圖15係圖解說明當在導光板之第二端區段上提供一傾斜區段之情形中導光板之一發光表面之明度分佈之一實例之一特性圖。
圖16係圖解說明基於導光板之第一端區段之結構差異沿Y方向之一中心部分之明度分佈之一實例之一特性圖。
圖17係圖解說明當在導光板之第二端區段上提供一反射體(α=0度)之情形中導光板之一發光表面之明度分佈之一實例之一特性圖。
圖18係圖解說明當在導光板之第二端區段上提供反射體(α=7度)之情形中導光板之發光表面之明度分佈之一實例之一特性圖。
圖19係圖解說明基於導光板之第二端區段之結構差異沿Y方向之中心部分之明度分佈之一實例之一特性圖。
圖20係圖解說明基於導光板之第一端區段及第二端區段之結構差異沿Y方向之中心部分之明度分佈之一實例之一特性圖。
圖21係圖解說明導光板之第一端區段之結構之一第一修改之一剖面圖。
圖22係圖解說明導光板之第一端區段之結構之一第二修改之一剖面圖。
圖23係圖解說明導光板之第一端區段之結構之一第三修改之一剖面圖。
圖24係圖解說明導光板之第二端區段之結構之一第一修改之一剖面圖。
圖25係圖解說明導光板之第二端區段之結構之一第二修改之一剖面圖。
圖26係圖解說明導光板之第二端區段之結構之一第三修改之一剖面圖。
圖27係圖解說明導光板之第二端區段之結構之一第四修改之一剖面圖。
圖28係圖解說明根據一第二實施例之一顯示單元之一組態實例之一剖面圖。
圖29係圖解說明根據一第三實施例之一顯示單元之一組態實例之一剖面圖。
圖30係圖解說明根據一第四實施例之一顯示單元之一組態實例之一剖面圖。
圖31係圖解說明一電子裝置之一實例之一外觀圖。
下文中，將參考圖式詳細闡述本發明之某些實施例。應注意，將以以下次序給出說明。
1. 第一實施例
顯示單元之整個組態
顯示單元之基本操作
導光板之端區段之結構之詳細說明
修改
2. 第二實施例
3. 第三實施例
4. 第四實施例
5. 其他實施例
(1. 第一實施例) (顯示單元之整個組態)
圖1及圖2圖解說明根據本發明之一第一實施例之一顯示單元之一組態實例。該顯示單元包括執行影像顯示之一顯示區段1及安置於顯示區段1之一後表面側上且朝向顯示區段1發射用於影像顯示之光之一光源元件。該光源元件包括一第一光源2、一導光板3及一第二光源7。導光板3具有經配置以面向顯示區段1之一第一內反射表面3A，及經配置以面向第二光源7之一第二內反射表面3B。導光板3亦具有沿Y方向彼此對置之一第一端表面51及一第二端表面52(圖1)。此外，導光板3具有沿X方向彼此對置之一第三端表面53及一第四端表面54(圖2)。另外，該顯示單元包括用於顯示區段1之一控制電路，其對於顯示以及諸如此類而言係必需的。然而，其組態類似於用於顯示以及諸如此類之一典型控制電路之組態，且因此將省略其說明。此外，儘管未圖解說明，但該光源元件包括執行第一光源2及第二光源7之開(照明)-關(非照明)控制之一第二電路。
附帶而言，在第一實施例中，沿顯示區段1之一顯示表面(像素之一配置表面)或沿平行於導光板3之第二內反射表面3B之一平面之一第一方向(一垂直方向)稱作Y方向(圖1)，且正交於該第一方向之一第二方向(一水平方向)稱作X方向(圖2)。
該顯示單元能夠在整個螢幕上之二維(2D)顯示模式與整個螢幕上之三維(3D)顯示模式之間任意地選擇性切換一顯示模式。允許透過對欲顯示於顯示區段1上之影像資料之切換控制以及對第一光源2及第二光源7之開-關切換控制來執行二維顯示模式與三維顯示模式之間的切換。圖5示意性地圖解說明在僅接通第一光源2(置於一照明狀態下)之情形中來自光源元件之光束之一發射狀態，且此發射狀態對應於三維顯示模式。圖6圖解說明在僅接通第一光源2(置於照明狀態下)之情形中自導光板3發射之光之一平面內發射型樣之一實例。圖7示意性地圖解說明在僅接通第二光源7(置於照明狀態下)之情形中來自光源元件之光束之一發射狀態，且此發射狀態對應於二維顯示模式。圖8圖解說明在僅接通第二光源7(置於照明狀態下)之情形中自導光板3發射之光之一平面內發射型樣之一實例。
顯示區段1係使用諸如一透射性液晶顯示面板之一透射性二維顯示面板組態而成。舉例而言，如圖4中所圖解說明，顯示區段1包括配置成一矩陣之複數個像素。該複數個像素中之每一者係由一紅色(R)子像素11R、一綠色(G)子像素11G及一藍色(B)子像素11B組態而成。顯示區段1基於影像資料逐像素地調變來自光源元件之光之每一色彩，以執行二維影像顯示。基於三維影像資料之複數個透視影像或基於二維影像資料之一影像透過切換而任意地且選擇性地顯示於顯示區段1上。附帶而言，舉例而言，三維影像資料係含有對應於三維顯示中之複數個視角方向之複數個透視影像之資料。舉例而言，在執行雙眼三維顯示之情形中，三維影像資料係含有用於右眼顯示及用於左眼 顯示之透視影像之資料。在以三維顯示模式執行顯示之情形中，舉例而言，創建並顯示在一個螢幕中包括複數個條形透視影像之一合成影像。
舉例而言，第一光源2可使用諸如一冷陰極螢光燈(CCFL)之一螢光燈或發光二極體(LED)組態而成。第一光源2自一側表面方向朝嚮導光板3之內部發射第一照明光L1(圖1)。一或多個第一光源2需要提供於導光板3之側表面上。在第一實施例中，將第一光源2經安置以面嚮導光板3之第一端表面51之情形闡述為一實例。回應於二維顯示模式與三維顯示模式之間的切換來開(照明)-關(非照明)控制第一光源2。特定而言，第一光源2經控制以在顯示區段1顯示基於三維影像資料之一影像時(在三維顯示模式之情形中)處於照明狀態下，且經控制以在顯示區段1顯示基於二維影像資料之一影像時(在二維顯示模式之情形中)處於非照明狀態或照明狀態下。
第二光源7經安置以面向具備導光板3之第二內反射表面3B之一側。第二光源7自不同於第一光源2之方向之一方向朝嚮導光板3發射第二照明光L10。更特定而言，第二光源7自外部(導光板3之後表面側)朝向第二內反射表面3B發射第二照明光L10(參見圖7)。第二光源7係一平面型光源。舉例而言，第二光源7可具有以下組態：包括諸如一CCFL及一LED之發光體，且使用漫射自此等發光體發射之光之一光漫射體面板。回應於二維顯示模式與三維顯示模式之間的切換來開(照明)-關(非照明)控制第二光源7。特定而言，第二光源7經控制以在顯示區段1顯示基於三維影像資料之一影像之情形中(在三維顯示之情形中)處於非照明狀態下，且經控制以在顯示區段1顯示基於二維影像資料之一影像之情形中(在二維顯示模式之情形中)處於照明狀態下。
導光板3可由(舉例而言)用一丙烯酸樹脂製成之一透明塑膠板組態而成。除第二內反射表面3B以外，導光板3之所有表面皆係透明 的。換言之，第一內反射表面3A及四個端表面皆在該等各別整個表面上係透明的。
第一內反射表面3A在整個表面上經受鏡面處理，且全內反射以滿足導光板3中之一全反射條件之一入射角進入導光板3之光束，並將未滿足全反射條件之光束之部分發射至外部。
第二內反射表面3B具有散射區域31及全反射區域32。舉例而言，散射區域31係由印刷於導光板3之一表面上之一散射材料組態而成，或經受雷射處理、噴砂處理或類似處理，藉此添加有光散射性質。在第二內反射表面3B中，在三維顯示模式之情形中，散射區域31充當相對於來自第一光源2之第一照明光L1作為一視差屏障之一開口(一狹縫)，且全反射區域32充當一屏蔽區段。在第二內反射表面3B中，散射區域31及全反射區域32提供成對應於一視差屏障之一型樣。特定而言，全反射區域32提供成對應於視差屏障之屏蔽區段之一型樣，且散射區域31提供成對應於視差屏障之開口之一型樣。應注意，視差屏障之屏障型樣不受特別限制，且可使用各種類型之型樣，諸如其中大量縱向長的狹縫狀開口沿水平方向並排配置且其間具有屏蔽區段之一條紋型樣。圖6圖解說明在各自沿垂直方向延伸之複數個散射區域31配置成條紋形狀(亦即，如圖3中所圖解說明並排配置)之情形中自導光板3發射之光(自第一光源2發射之光L20(圖5))之一平面內發光型樣之一實例。如圖3中所圖解說明，複數個散射區域31在導光板3之第一端表面51與第二端表面52之間的一預定區域50中具備一恆定密度及某一形狀。
第一內反射表面3A及第二內反射表面3B之全反射區域32全內反射已以滿足全反射條件之入射角進入導光板3之一光束(全內反射已以大於一預定臨界角之一入射角進入之一光束)。因此，藉由第一內反射表面3A與第二內反射表面3B之全反射區域32之間的全內反射將已 以滿足全反射條件之一入射角進入導光板3之來自第一光源2之第一照明光L1導引至一側表面方向。如圖7中所圖解說明，全反射區域32中之每一者允許來自第二光源7之第二照明光L10通過其，且朝向第一內反射表面3A發射第二照明光L10作為未滿足全反射條件之光束。
如圖1及圖5中所圖解說明，散射區域31中之每一者散射並反射來自第一光源2之第一照明光L1，且朝向第一內反射表面3A發射第一照明光L1之至少部分(即，未滿足全反射條件之光束)作為發射光束L20。
一傾斜區段4(圖1及圖3)係提供於第一光源2與具備導光板3之散射區域31之預定區域50(圖3)之間。傾斜區段4將來自第一光源2之第一照明光L1導引至預定區域50。此外，一反射體5係提供於第二端表面52上。反射體5將已到達第二端表面52之第一照明光L1導引至預定區域50。傾斜區段4及反射體5經提供以改良自導光板3發射之光之明度分佈(傳播通過導光板3之第一照明光L1在一發光表面(第二內反射表面2B)上之明度分佈)之不均勻性。下文將闡述藉由傾斜區段4及反射體5改良之平面內照射分佈之不均勻性之細節。
(顯示單元之基本操作)
當顯示單元以三維顯示模式執行顯示時，顯示區段1執行基於三維影像資料之影像顯示，且針對三維顯示來開(照明)-關(非照明)控制第一光源2及第二光源7。特定而言，如圖5中所圖解說明，第一光源2經控制以被接通(處於照明狀態下)，且第二光源7經控制以被關斷(處於非照明狀態下)。在此狀態下，在導光板3中之第一內反射表面3A與第二內反射表面3B之全反射區域32之間反覆地全內反射來自第一光源2之第一照明光L1。因此，將第一照明光L1自具備第一光源2之一側上之一個側表面導引至另一對置側表面。另一方面，來自第一光源2之第一照明光L1之部分由導光板3之散射區域31散射及反射以通過導 光板3之第一內反射表面3A，且隨後發射至導光板3之外部。在此情形中，以(舉例而言)如圖6中所圖解說明之一平面內發射型樣自導光板3發射光(來自第一光源2之光L20(圖5))。因此，允許導光板3具有作為一視差屏障之一功能。特定而言，導光板3相對於來自第一光源2之第一照明光L1等效地充當一視差屏障，其中散射區域31作為開口(狹縫)且全反射區域32作為屏蔽區段。因此，等效地執行其中將一視差屏障安置於顯示區段1之後表面側上之視差屏障系統中之三維顯示。
另一方面，當顯示單元以二維顯示模式執行顯示時，顯示區段1執行基於二維影像資料之影像顯示，且針對二維顯示來開(照明)-關(非照明)控制第一光源2及第二光源7。特定而言，如圖7中所圖解說明，舉例而言，第一光源2經控制以被關斷(處於非照明狀態下)，且第二光源7經控制以被接通(處於照明狀態下)。在此情形中，來自第二光源7之第二照明光L10通過第二內反射表面3B之全反射區域32。因此，第二照明光L10自第一內反射表面3A之幾乎整個表面發射至導光板3之外部作為未滿足全反射條件之光束。在此情形中，以(舉例而言)如圖8中所圖解說明之一平面內發射型樣自導光板3發射光(自第二光源7發射之光)。換言之，導光板3充當類似於一典型背光之一平面型光源。因此，等效地執行其中將一典型背光安置於顯示區段1之後表面側上之背光系統中之二維顯示。
應注意，即使僅接通第二光源7，亦自導光板3之幾乎整個表面發射第二照明光L10。然而，可在必需時接通第一光源2。因此，舉例而言，在僅第二光源7之照明不足以消除對應於散射區域31之一部分與對應於全反射區域32之一部分之間的明度分佈差異之情形中，對第一光源2之照明狀態之適當調整(照明之開-關控制或照明量之調整)實現整個表面上之明度分佈之最佳化。然而，在執行二維顯示之情形 中，舉例而言，當顯示區段1可執行充分明度校正時，只需接通第二光源7。
(導光板之端區段之結構之詳細說明)
傾斜區段4及提供於導光板3之端區段中之反射體5經提供以改變傳播通過導光板3內部之第一照明光L1之角分佈並改良進入散射區域31之光束量之不均勻性。舉例而言，在傾斜區段4及反射體5如同根據圖9中所圖解說明之一可比實例一樣未提供於導光板3之端區段中之情形中，自導光板3發射之光之明度分佈如(舉例而言)圖10中所圖解說明不均勻。如圖3中所圖解說明，在導光板3之第一端表面51與第二端表面52之間的預定區域50中提供具有一恆定密度及某一形狀之複數個散射區域31。在此情形中，舉例而言，如圖10中所圖解說明，明度可因其較接近於安置於導光板3之一第一端區段中之第一光源2而較高，且明度因其較接近於與第一光源2對置之一第二端區段而較低。若在發光表面中呈現明度分佈之此不均勻性，則三維顯示之顯示品質降級。下文中，將闡述用以改良發光表面上之明度分佈之此不均勻性之傾斜區段4及反射體5之結構。
為改良如圖10中所圖解說明之明度分佈之不均勻性，只需使自接近於第一光源2之第一端區段共同發射之光部分地到達與第一端區段對置之第二端區段。參照圖11闡述用於改良明度分佈之不均勻性之傾斜區段4之結構。傾斜區段4具有一線性傾斜剖面表面。接收來自第一光源2之光之導光板3之一入射端之一厚度可合意地設定為等於或大於第一光源2之大小，此乃因入射端之厚度t與光至導光板3內部之入射效率有關。
當判定導光板3之一厚度T及入射端之厚度t時，傾斜區段4之一傾斜角θ及一傾斜長度L具有由以下表達式表示之一關係。傾斜角θ係相對於導光板3之第一內反射表面3A或第二內反射表面3B之一傾斜角。
θ=arctan[(T-t)/2L]
當傾斜角θ及傾斜長度L皆大時，使自接近於第一光源2之第一端區段共同發射之光部分地到達一對置側上之第二端區段之效應亦大。然而，由於導光板3之厚度T係根據藉助裸眼之立體觀看之一設計條件來判定，且入射端之厚度t實質上係根據第一光源2之大小判定，因而傾斜區段4之傾斜角θ及傾斜長度L係藉由上述表達式定義。在導光板3之厚度T及入射端之厚度t係藉由上述表達式判定之情形中，當傾斜區段4之傾斜長度L增加時，使明度分佈集中於第二端區段側上之效應增強更多，且使明度分佈均勻化之效應亦增強。然而，由於傾斜角θ隨傾斜長度L增大而減小，因而均勻化之效應在某一位準處停止。因此，在小於在均勻化方面最有效之傾斜長度L之一值之一範圍內判定傾斜區段4之形狀係合意的。
接下來，參照圖12闡述用於改良自導光板3發射之光之明度分佈之不均勻性之第二端表面52及反射體5之結構。舉例而言，反射體5可接合至第二端表面52或接近於第二端表面52配置。如圖12中所圖解說明，以下情形係合意的：第二端表面52及反射體5相對於導光板3之第一內反射表面3A或第二內反射表面3B之一法線N以一傾斜角α傾斜。此外，滿足以下表達式係合意的，其中γ係已傳播通過導光板3之光之一向外最小傳播角，β係光之一歸途最小傳播角，n1係導光板3內部之一折射率，且n0係導光板3外部之一折射率(=1)。
β=γ-α
arcsin(n0/n1)β
第二端表面52及反射體5傾斜以便使歸途最小傳播角β減小，並允許已傳播通過導光板3內部之光再次傳播通過導光板3且隨後進入散射區域31。當歸途最小傳播角β小於導光板3之一臨界角時，自導光板3無意地發射該光，從而致使明度不均勻及光使用效率之降級。因 此，允許藉由在滿足上述表達式之範圍內改變傾斜角α來調整明度分佈。
圖13圖解說明進入導光板3之第二端區段之一光束之角分佈之一實例，且圖14圖解說明由導光板3之第二端區段反射之一光束之角分佈之一實例。如圖13中所圖解說明，自具備第一光源2之第一端表面51行進且到達第二端表面52之大量光面向平行於導光板3之表面之一方向(Y方向)。因此，光進入散射區域31之機率較低，且不容易自導光板3發射。如圖12中所圖解說明，允許藉由致使第二端表面52及反射體5傾斜(參見圖14)而藉由反射體5之傾斜反射表面來改變已到達第二端表面52之光之角分佈方向。以此方式，改變已到達第二端表面52之光之角分佈方向會增加光進入散射區域31之機率。此增強鄰近於第二端區段之明度。
(發光表面上之經改良明度分佈之具體實例)
下文中，闡述在未在導光板3之端區段上提供傾斜區段4及反射體5之情形(圖9及圖10)中經改良之明度分佈之一具體實例。圖15圖解說明其中在導光板3之第一端區段上提供具有10毫米之傾斜長度L(傾斜角θ為8.5度)之傾斜區段4之情形中發光表面之明度分佈之一實例。如圖15中所圖解說明，明度分佈之不均勻性與可比實例之明度分佈(圖10)相比得到改良。圖16圖解說明基於導光板3之第一端區段之結構差異沿Y方向之中心部分之一明度分佈之一實例。圖16圖解說明在傾斜區段4之傾斜長度L為0毫米、4毫米及10毫米(傾斜角θ為0度、20.6度及8.5度)之情形中之每一者中之明度分佈。自圖16發現，增大傾斜區段4之傾斜長度L會抑制在鄰近於第一光源2之一區域中具有高明度之照度不均勻度。
圖17圖解說明在其中在導光板3之第二端區段上提供具有0度之傾斜角α之反射體5之情形中發光表面之明度分佈之一實例。圖18圖解 說明在其中在導光板3之第二端區段上提供具有7度之傾斜角α之反射體5之情形中發光表面之明度分佈之一實例。圖19圖解說明基於導光板3之第二端區段之結構差異沿Y方向之中心部分之明度分佈之一實例。圖19圖解說明在反射體5之傾斜角α為0度及7度之情形中之每一者中之明度分佈。自圖17至圖19之結果發現，反射體5之傾斜產生改良第二端區段鄰近處之明度且使整個明度分佈更均勻化之效果。
圖20圖解說明基於導光板之第一端區段與第二端區段之間的結構差異沿Y方向之中心部分之明度分佈之一實例。圖20圖解說明在傾斜區段4之傾斜長度L為10毫米(傾斜角θ為8.5度)且反射體5之傾斜角α為7度之情形中之明度分佈，及在傾斜區段4之傾斜長度L為0毫米(傾斜角θ為0度)且未提供反射體5之情形中之明度分佈。自圖20顯而易見，在導光板3之端區段中提供傾斜區段4及反射體5顯著改良明度分佈之不均勻性。
接下來，表1圖解說明導光板3之端區段之組態之更具體數值實例。作為具體數值實例，具體設定顯示區段1之一螢幕大小及三維顯示之若干透視圖，且設定傾斜區段4及反射體5之合意組態參數。當將組態參數設定為表1之數值實例時，有利地改良明度分佈之不均勻性。
根據上述數值實例，傾斜區段4之傾斜角θ可合意地等於或大於5度且等於或小於20度。更合意地，傾斜角θ可等於或大於8度且等於或 小於11度。此外，反射體5之傾斜角α可合意地等於或大於0度且等於或小於15度。更合意地，傾斜角α可等於或大於6度且等於或小於11度。
(修改)
圖21至圖23圖解說明導光板3之第一端區段(具備第一光源2之側上之端區段)之結構之修改。甚至在上文所述之修改之結構中，亦可能獲得類似於藉由傾斜區段4之明度分佈之上述改良效應之效應。
圖21圖解說明第一端區段之一第一修改。傾斜區段4之形狀並不限於具有如圖11中所圖解說明之線性剖面表面之形狀。亦可採用如同圖21中所圖解說明之第一修改一樣具有一彎曲表面之一傾斜區段4A。
圖22圖解說明第一端區段之一第二修改。圖23圖解說明該第一端區段之一第三修改。在圖11及圖21之組態實例中，導光板3之形狀經處理以形成傾斜區段4。因此，在第一端表面51與具備導光板3之散射區域31之預定區域50(圖3)之間提供傾斜區段4。另一方面，在圖22之第二修改中，導光板3本身不具備傾斜區段4，且在第一端表面51與第一光源2之間提供與導光板3分離之一部分以提供一類似傾斜區段4B。在圖22中，組態傾斜區段4B之部分可藉由緊密安置具有相同於或類似於導光板3之折射率之一折射率之一材料來組態，或者可藉由接合具有類似於導光板3之折射率之一折射率之一材料來組態。在圖23之第三修改中，導光板3本身不具備傾斜區段4，且以一斜角在第一端表面51與和導光板3分離之第一光源2之間提供一鏡面反射板4C。因此，鏡面反射板4C具有類似於傾斜區段4之一功能。
圖24至圖27各自圖解說明導光板3之第二端區段(與第一光源2對置之側上之端區段)之結構之一修改。甚至在下文所述之修改之結構中，亦可能獲得類似於藉由反射體5達成之明度分佈之上述改良效應 之效應。
圖24圖解說明第二端區段之一第一修改。圖25圖解說明第二端區段之一第二修改。圖26圖解說明第二端區段之一第三修改。如圖24至圖26之修改中所圖解說明，第二端表面52之形狀及反射體5之形狀並不限於具有朝向第一端區段側傾斜之一線性剖面表面(參見圖12)之一形狀。第二端表面52之形狀及反射體5之形狀可係如同圖24之第一修改一樣朝向與第一端區段對置之一側傾斜之一形狀。此外，第二端表面52之形狀及反射體5之形狀可係如同圖25之第二修改一樣具有一屈曲剖面表面之一形狀。此外，第二端表面52之形狀及反射體5之形狀可係如同圖26之第三修改一樣具有一彎曲剖面表面之一形狀。在圖24至圖26之修改中之任一者中，舉例而言，反射體5接合至第二端表面52或接近於第二端表面52配置。此外，在該等修改中之任一者中，在其中由反射體5反射之光具有處於導光板3之全反射角內之一反射角且經反射光不直接自導光板3輸出之一範圍內判定形狀係合意的。
圖27圖解說明第二端區段之一第四修改。在圖27中，在第二端表面52上提供一漫射反射體5A。漫射反射體5A漫射在其中經反射光處於導光板3之全反射角內之一範圍內之經反射光。作為漫射反射體5A，將具有一漫射度之一反射體而非一鏡面反射體接合至第二端表面52。
(2. 第二實施例)
接下來，闡述根據一第二實施例之一顯示單元。應注意，相同編號用於標識根據第一實施例之顯示單元之實質相同組件，且適當省略對其之說明。
圖28圖解說明根據本發明之第二實施例之顯示單元之一組態實例。儘管在第一實施例中提供一個第一光源2，但可如圖28中所圖解說明提供兩個第一光源2。特定而言，兩個第一光源2中之一者可經提 供以面向第一端表面51，且另一者可經提供以面向第二端表面52。傾斜區段4需要提供於預定區域50與經配置以面向第一端表面51之第一光源2之間，以及預定區域50與經配置以面向第二端表面52之第一光源2之間。
(3. 第三實施例)
接下來，闡述根據本發明之一第三實施例之一顯示單元。應注意，相同編號用於標識根據第一或第二實施例之顯示單元之實質相同組件，且適當省略對其之說明。
儘管在第一及第二實施例中闡述其中沿導光板3之垂直方向(Y方向)配置第一光源2之組態實例，但亦可沿一橫向方向(X方向)配置第一光源2。圖29圖解說明一顯示單元之此一組態實例。在圖1之組態實例中，第一光源2經配置以面嚮導光板3之第一端表面51，而在圖29之組態實例中，第一光源2經配置以面向第三端表面53。甚至在此一組態中，如同上述第一實施例一樣，將傾斜區段4提供於具備第一光源2之一側上之一端區段(第三端區段)上便足夠。此外，將反射體5提供於與第三端表面53對置之第四端表面54上便足夠。因此，如同上述第一實施例一樣，可能改良自導光板3發射之光之明度分佈(傳播通過導光板3內部之第一照明光L1之發光表面(第二內反射表面2B)上之明度分佈)之不均勻性。
附帶而言，第一光源2可提供於第三端表面53及第四端表面54兩者上。在此情形中，如同圖28之組態實例一樣，需要將傾斜區段4提供於各自具備第一光源2之兩個端區段(第三端區段及第四端區段)上。
(4. 第四實施例)
接下來，闡述根據本發明之一第四實施例之一顯示單元。應注意，相同編號用於標識根據第一至第三實施例中之任一者之顯示單元 之實質相同組件，且適當省略對其之說明。
圖30圖解說明根據第四實施例之顯示單元之一組態實例。該顯示單元係藉由進一步為圖1之顯示單元提供一漫射光學構件6組態而成。漫射光學構件6安置於導光板3與第二光源7之間。
用於三維顯示之導光板3藉助使用(舉例而言)一散射反射型樣而朝向顯示區段1側發射光，且因此光在接近於朗伯散射(Lambertian scattering)之一狀態下散開。另一方面，作為用於二維顯示之一背光之第二光源7藉助使用(舉例而言)一稜鏡片沿一前方向聚集光。因此，與自導光板3發射之光相比，自第二光源7發射之光在一窄範圍內分佈。若藉由導光板3之用於三維顯示之光分佈不同於如上文所述藉由第二光源7之用於二維顯示之光分佈，則當導光板3(第一光源2)及第二光源7兩者在二維顯示中發射光時，或者當在二維顯示與三維顯示之間切換顯示時，察覺到光分佈之差異，從而給使用者帶來不便。
因此，允許藉由第二光源7之光分佈近似於與用於三維顯示之導光板3之光分佈相同或實質相同，以便解決上述缺點。當擴展藉由係用於二維顯示之背光之第二光源7之光分佈時，藉由第二光源7之光分佈近似藉由導光板3之用於三維顯示之光分佈。因此，特定而言，將具有擴展光分佈之效應之一光學構件(諸如一漫射板、一漫射片及一稜鏡片)安置為如圖30中所圖解說明之導光板3與第二光源7之間的漫射光學構件6，以解決上述缺點。另一選擇為，舉例而言，在用於二維顯示之一背光中使用相同於導光板3中所使用之散射反射型樣之散射反射型樣以解決上述缺點。
(5. 其他實施例)
本發明中之技術並不限於上述實施例，且可做出各種修改。
舉例而言，根據上述實施例中之任一者之顯示單元適用於具有一顯示功能之各種電子裝置。圖31圖解說明作為此等電子裝置之一實 例之一電視機之一外觀組態。該電視機具備包括一前面板210及一濾光玻璃220之一圖像顯示螢幕區段200。
此外，在上述實施例中，已闡述其中在第二內反射表面3B側上提供散射區域31及全反射區域32之導光板3之組態實例。然而，亦可在第一內反射表面3A側上提供散射區域31及全反射區域32。
此外，在上述實施例中，已舉例說明針對三維顯示使用來自第一光源2之第一照明光L1之情形。然而，代替三維顯示，可執行允許依據觀看方向來觀看不同影像之所謂多視圖顯示。
此外，舉例而言，本發明可組態如下。
(1)一種顯示單元，其包括經組態以顯示複數個透視影像之一顯示區段及經組態以朝向該顯示區段發射用於顯示該複數個透視影像之光之一光源元件，該光源元件包括：一個或複數個第一光源，其各自經組態以發射第一照明光；及一導光板，其具有一第一端表面、一第二端表面及複數個散射區域，且使該第一照明光在該複數個散射區域中散射以將該光發射至外部，該第一端表面與該第二端表面彼此對置，且該複數個散射區域在該第一端表面與該第二端表面之間的一預定區域中具備一恆定密度及一均勻形狀，其中該一個或該複數個第一光源經配置以面向至少該第一端表面，且將該第一照明光導引至該預定區域之一傾斜區段係提供於該一個或該複數個第一光源與該導光板之該預定區域之間。
(2)如(1)之顯示單元，其中該導光板具有一第一內反射表面及一第二內反射表面，且該傾斜區段相對於該第一內反射表面或該第二內反射表面之一傾斜角係約5度或更大且約20度或更小。
(3)如(1)或(2)之顯示單元，其中該第二端表面具備將已到達該第二端表面之該第一照明光導引至該預定區域之一反射體。
(4)如(3)之顯示單元，其中該導光板具有一第一內反射表面及一第二內反射表面，且該第二端表面及該反射體各自相對於該第一內反射表面或該第二內反射表面之一法線以約0度或更大且約15度或更小之一角度傾斜。
(5)如(1)至(4)中任一者之顯示單元，其中該傾斜區段提供於該導光板之該第一端表面與該預定區域之間。
(6)如(1)至(4)中任一者之顯示單元，其中該傾斜區段提供於該第一端表面及與該導光板分離之該第一光源之間。
(7)如(1)或(2)之顯示單元，其中提供兩個第一光源，該兩個第一光源中之一者經配置以面向該第一端表面，且另一者經配置以面向該第二端表面，且該傾斜區段提供於該預定區域與經配置以面向該第一端表面之該第一光源之間，以及該預定區域與經配置以面向該第二端表面之該第一光源之間。
(8)如(1)至(7)中任一者之顯示單元，其進一步包括經提供以面向該導光板之一第二光源，該第二光源經組態以自不同於該第一光源之一發射方向之一方向朝向該導光板發射第二照明光。
(9)如(8)之顯示單元，其中該顯示區段在基於三維影像資料之該複數個透視影像與基於二維影像資料之一影像之間選擇性地切換顯示，且該第二光源經控制以使得當在該顯示區段上顯示該複數個透視影像時其處於一非照明狀態下，且經控制以使得當在該顯示區段上顯示基於該二維影像資料之該影像時其處於一照明狀態下。
(10)如(9)之顯示單元，其中該第一光源經控制以使得當在該顯示區段上顯示該複數個透視影像時其處於一照明狀態下，且經控制以使得當在該顯示區段上顯示基於該二維影像資料之該影像時其處於該非照明狀態或該照明狀態下。
(11)一種光源元件，其包括：一個或複數個第一光源，其各自經組態以發射第一照明光；及一導光板，其具有一第一端表面、一第二端表面及複數個散射區域，且使該第一照明光在該複數個散射區域中散射以將用於顯示複數個透視影像之光發射至外部，該第一端表面與該第二端表面彼此對置，且該複數個散射區域在該第一端表面與該第二端表面之間的一預定區域中具備一恆定密度及一均勻形狀，其中該一個或該複數個第一光源經配置以面向至少該第一端表面，且將該第一照明光導引至該預定區域之一傾斜區段係提供於該一個或該複數個第一光源與該導光板之該預定區域之間。
(12)一種具備一顯示單元之電子裝置，該顯示單元包括經組態以顯示複數個透視影像之一顯示區段及經組態以朝向該顯示區段發射用於顯示該複數個透視影像之光之一光源元件，該光源元件包括：一個或複數個第一光源，其各自經組態以發射第一照明光；及一導光板，其具有一第一端表面、一第二端表面及複數個散射區域，且使該第一照明光在該複數個散射區域中散射以將該光發射至外部，該第一端表面與該第二端表面彼此對置，且該複數個散射區域在該第一端表面與該第二端表面之間的一預定區域中具備一恆定密度及一均勻形狀，其中該一個或該複數個第一光源經配置以面向至少該第一端表面，且 將該第一照明光導引至該預定區域之一傾斜區段係提供於該一個或該複數個第一光源與該導光板之該預定區域之間。
熟習此項技術者應瞭解，可相依於設計要求及其他因素作出各種修改、組合、子組合及變更，只要其歸屬於隨附申請專利範圍或其等效範圍之範疇內即可。
1‧‧‧顯示區段
2‧‧‧第一光源
3‧‧‧導光板
3A‧‧‧第一內反射表面
3B‧‧‧第二內反射表面
4‧‧‧傾斜區段
5‧‧‧反射體
7‧‧‧第二光源
31‧‧‧散射區域
51‧‧‧第一端表面
52‧‧‧第二端表面
L1‧‧‧第一照明光
Y‧‧‧方向

Claims (12)

  1. 一種顯示單元，其包括經組態以顯示複數個透視影像之一顯示區段及經組態以朝向該顯示區段發射用於顯示該複數個透視影像之光之一光源元件，該光源元件包含：一個或複數個第一光源，其各自經組態以發射第一照明光；及一導光板，其具有一第一端表面、一第二端表面及複數個散射區域，且使該第一照明光在該複數個散射區域中散射以將該光發射至外部，該第一端表面與該第二端表面彼此對置，且該複數個散射區域在該第一端表面與該第二端表面之間的一預定區域中具備一恆定密度及一均勻形狀，其中該一個或該複數個第一光源經配置以面向至少該第一端表面，且將該第一照明光導引至該預定區域之一傾斜區段係提供於該一個或該複數個第一光源與該導光板之該預定區域之間。
  2. 如請求項1之顯示單元，其中該導光板具有一第一內反射表面及一第二內反射表面，且該傾斜區段相對於該第一內反射表面或該第二內反射表面之一傾斜角係約5度或更大且約20度或更小。
  3. 如請求項1之顯示單元，其中該第二端表面具備將已到達該第二端表面之該第一照明光導引至該預定區域之一反射體。
  4. 如請求項3之顯示單元，其中該導光板具有一第一內反射表面及一第二內反射表面，且該第二端表面及該反射體各自相對於該第一內反射表面或該第二內反射表面之一法線以約0度或更大且約15度或更小之一角 度傾斜。
  5. 如請求項1之顯示單元，其中該傾斜區段係提供於該導光板之該第一端表面與該預定區域之間。
  6. 如請求項1之顯示單元，其中該傾斜區段係提供於該第一端表面與和該導光板分離之該第一光源之間。
  7. 如請求項1之顯示單元，其中提供兩個第一光源，該兩個第一光源中之一者經配置以面向該第一端表面，且另一者經配置以面向該第二端表面，且該傾斜區段提供於該預定區域與經配置以面向該第一端表面之該第一光源之間，以及該預定區域與經配置以面向該第二端表面之該第一光源之間。
  8. 如請求項1之顯示單元，其進一步包含經提供以面向該導光板之一第二光源，該第二光源經組態以自不同於該第一光源之一發射方向之一方向朝向該導光板發射第二照明光。
  9. 如請求項8之顯示單元，其中該顯示區段在基於三維影像資料之該複數個透視影像與基於二維影像資料之一影像之間選擇性地切換顯示，且該第二光源經控制以使得當在該顯示區段上顯示該複數個透視影像時其處於一非照明狀態下，且經控制以使得當在該顯示區段上顯示基於該二維影像資料之該影像時其處於一照明狀態下。
  10. 如請求項9之顯示單元，其中該第一光源經控制以使得當在該顯示區段上顯示該複數個透視影像時其處於一照明狀態下，且經控制以使得當在該顯示區段上顯示基於該二維影像資料之該影像時其處於該非照明狀態或該照明狀態下。
  11. 一種光源元件，其包含： 一個或複數個第一光源，其各自經組態以發射第一照明光；及一導光板，其具有一第一端表面、一第二端表面及複數個散射區域，且使該第一照明光在該複數個散射區域中散射以將用於顯示複數個透視影像之光發射至外部，該第一端表面與該第二端表面彼此對置，且該複數個散射區域在該第一端表面與該第二端表面之間的一預定區域中具備一恆定密度及一均勻形狀，其中該一個或該複數個第一光源經配置以面向至少該第一端表面，且將該第一照明光導引至該預定區域之一傾斜區段係提供於該一個或該複數個第一光源與該導光板之該預定區域之間。
  12. 一種具備一顯示單元之電子裝置，該顯示單元包括經組態以顯示複數個透視影像之一顯示區段及經組態以朝向該顯示區段發射用於顯示該複數個透視影像之光之一光源元件，該光源元件包含：一個或複數個第一光源，其各自經組態以發射第一照明光；及一導光板，其具有一第一端表面、一第二端表面及複數個散射區域，且使該第一照明光在該複數個散射區域中散射以將該光發射至外部，該第一端表面與該第二端表面彼此對置，且該複數個散射區域在該第一端表面與該第二端表面之間的一預定區域中具備一恆定密度及一均勻形狀，其中該一個或該複數個第一光源經配置以面向至少該第一端表面，且將該第一照明光導引至該預定區域之一傾斜區段係提供於該 一個或該複數個第一光源與該導光板之該預定區域之間。
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