TW201504727A - 背光模組及顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種背光模組，包括三原色雷射光源、合光器、線性反射裝置及面性反射裝置。該合光器用於將該三原色雷射光源發出的三原色雷射光合成白光光束並出射。該線性反射裝置包括線性排列的複數第一微機電反射鏡，該第一微機電反射鏡的排列方向平行於白光光束的出射方向。該面性反射裝置包括行列式排列的第二微機電反射鏡，第二微機電反射鏡的列數等於該第一微機電反射鏡的個數，每一列的複數第二微機電反射鏡對應一個第一微機電反射鏡。本發明還涉及一種應用該背光模組的顯示裝置。

Description

背光模組及顯示裝置

本發明涉及一種背光模組，尤其涉及一種用於顯示裝置的背光模組及利用該背光模組的顯示裝置。

習知技術中的背光模組包括光源、導光板及光學模片組，該光源一般為冷陰極螢光燈或白光發光二極體（LED），該導光板將光源發出的光線進行混光，以得到一均勻面光源，接著採用光學模片組將光引導至正視角。然而，光線經過導光板和光學模片組後會造成光能量的大量損失；另，冷陰極螢光燈或白光發光二極體（LED）發出的光線在經過顯示裝置的彩色濾光片時，穿透頻譜範圍較大，因此經過彩色濾光片的三原色次畫素所産生的色域較窄。

因此，有必要提供一種光源利用率高且色彩飽和度佳的背光模組及具有該背光模組的顯示裝置。

一種背光模組，包括三原色雷射光源、合光器、線性反射裝置及面性反射裝置。該合光器用於將該三原色雷射光源發出的三原色雷射光合成白光光束並出射。該線性反射裝置包括線性排列的複數第一微機電反射鏡，該複數第一微機電反射鏡的排列方向平行於自該合光器出射的白光光束的出射方向，該線性反射裝置用於依次並周期性地反射自該合光器出射的白光光束至與該複數第一微機電反射鏡的排列方向相垂直的方向。該面性反射裝置包括行列式排列的複數第二微機電反射鏡，該第二微機電反射鏡的列數等於該第一微機電反射鏡的個數，行數為複數，每一列的複數第二微機電反射鏡對應一個第一微機電反射鏡，且每一列的複數第二微機電反射鏡與經對應的第一微機電反射鏡的反射的光束的傳播方向相對，該複數第二微機電反射鏡用於依次並周期性地反射自該複數第一微機電反射鏡反射的光線至與該複數第二微機電反射鏡的行列方向相垂直的方向，以形成面光源。

一種顯示裝置，包括如上所述的背光模組及一顯示面板，該顯示面板與該面性反射裝置的出光側相對設置。

該背光模組採用反射雷射光的方式形成面光源，光線的方向性很強，可以直接入射至顯示裝置的正視角的各個次畫素，而無需要導光板和光學膜片，從而減小光能損失。另外，由於背光模組發出的白光是由三原色雷射光合光而形成，可以使顯示裝置的次畫素的顔色較純，從而使各個畫素産生較廣的色域，使顯示畫面的整體色彩飽和度更佳。

100‧‧‧背光模組

10‧‧‧紅光雷射光源

11‧‧‧綠光雷射光源

12‧‧‧藍光雷射光源

13‧‧‧合光器

14‧‧‧線性反射裝置

15‧‧‧面性反射裝置

132‧‧‧白光光束

133‧‧‧出光面

141‧‧‧第一微機電反射鏡

142‧‧‧第一轉動軸

143‧‧‧第一反射面

151‧‧‧第二微機電反射鏡

152‧‧‧第二轉動軸

153‧‧‧反射面

200‧‧‧顯示裝置

20‧‧‧顯示面板

222‧‧‧進光偏振片

圖1是本發明第一實施例的背光模組的結構及光路示意圖。

圖2是本發明第二實施例的顯示裝置的結構示意圖。

請參閱圖1，本發明第一實施例提供一種背光模組100，包括紅光雷射光源10、綠光雷射光源11、藍光雷射光源12、合光器13、線性反射裝置14及面性反射裝置15。

該紅光雷射光源10、綠光雷射光源11及藍光雷射光源12為三原色雷射光源，可以發出對應顔色的雷射光束。本實施例中，該合光器13為合光棱鏡，由四塊鍍制特定光學薄膜直角棱鏡膠合而成，該合光器13用於將三原色雷射光源發出的光束進行合成白光發出。如圖1所示，定義一三維直角坐標系，具有相互垂直的X軸、Y軸及Z軸。該紅光雷射光源10、綠光雷射光源11及藍光雷射光源12分別與該合光器13的三個外表面相鄰且出光端與對應的外表面相對，該紅光雷射光源10、綠光雷射光源11及藍光雷射光源12發出的三原色雷射光由該合光器13合光後形成白光光束132並由該合光器13的出光面133出射，本實施例中，該白光光束132的出射方向為X軸正方向。

該線性反射裝置14包括線性排列的複數第一微機電反射鏡(MEMS mirror)141，每一該第一微機電反射鏡141具有一第一轉動軸142及一第一反射面143，該第一轉動軸142垂直於自該合光器13的出光面133出射的白光光束132的出射方向即X軸方向，本實施例中，該第一轉動軸142平行於Z軸方向。該第一微機電反射鏡141為微機電元件，其在接收一電壓驅動後，將以該第一轉動軸142為軸作簡諧運動，即在一定角度範圍內以預定頻率作往復擺動。本實施例中，該第一微機電反射鏡141的個數為M個。

面性反射裝置15包括在X方向和Y方向行列式排佈的複數第二微機電反射鏡151，其在X方向的個數即每行的個數與該線性反射裝置14的第一微機電反射鏡141的個數相等即為M個，在Y方向的個數即每列的個數為N個，即M列×N行，每一列的N個第二微機電反射鏡151對應一第一微機電反射鏡141。M和N的值與該背光模組100所應用的顯示裝置的次畫素的行列數對應相等，即每一第二微機電反射鏡151對應一個次畫素。一般地，一個畫素包括三個次畫素，即三原色次畫素。例如，對於一分辨率為600×400的顯示裝置來說，其次畫素的個數為1800×1200，對應於此顯示裝置的面性反射裝置15的M值為1800，N值為1200；或者M值為1200，N值為1800。

每一該第二微機電反射鏡151具有第二轉動軸152及一第二反射面153，該第二轉動軸152平行於該自該合光器13的出光面133出射的白光光束132的出射方向即X軸方向。該第二微機電反射鏡151的工作原理與該第一微機電反射鏡141的工作原理相同。每一列的第二微機電反射鏡151與對應的第一微機電反射鏡141的出射方向相對，以接收從對應的第一微機電反射鏡141出射的光線。該複數第二微機電反射鏡151用於將從該線性反射裝置14出射的光線反射至垂直於該面性反射裝置15的行列方向的方向即Z軸方向，以形成面光源。本實施例中，自該第一微機電反射鏡141出射的光線經該複數第二微機電反射鏡151反射後的方向為Z軸正方向。

該背光模組100的工作原理如下：

首先，該紅光雷射光源10、綠光雷射光源11及藍光雷射光源12發出三原色雷射光，經過該合光器13的合光後形成白光光束132並由該合光器13的出光面133出射至該線性反射裝置14。

其次，該線性反射裝置14的複數第一微機電反射鏡141依次轉動並回復原位，以使該複數第一微機電反射鏡141均可反射該白光光束132至該面性反射裝置15中對應的第二微機電反射鏡151，並周期性地轉動，以使該白光光束被周期性地反射至該面性反射裝置15。假定所有的第一微機電反射鏡141轉動並回復一次的總時間為一周期C1，當每一第一微機電反射鏡141的反射頻率大於某一極限值時，即超過光線人眼暫留極限時，則在人眼觀察時自該線性反射裝置14出射的光線成為一連續的線性光源，一般地，該反射頻率的極限值一般為60Hz。按照反射頻率60Hz計算，若使該線性反射裝置14反射後形成線性光緣，周期C1的時間為1/60秒，每一第一微機電反射鏡141轉動並回復原位的時間即反射時間為1/60÷M=1/60M秒，其中M為該線性反射裝置14中第一微機電反射鏡141的個數，M為大於2的自然數。

然後，每一第一微機電反射鏡141反射的雷射光被面性反射裝置15的對應列的N個第二微機電反射鏡151進一步周期性地反射。由於每一第一微機電反射鏡141的反射時間為1/60M秒，則每一第二微機電反射鏡151轉動並回復原位的時間反射時間為1/60MN，如此則每秒的時間內，每一第二微機電反射鏡151反射60次，則在人眼視覺上，自該面性反射裝置15出射的光線為連續的面光源。其中，N為大於2的自然數。

請參閱圖2，本發明第二實施例提供一種顯示裝置200，包括第一實施例中的背光模組100及一顯示面板20。本實施例中，該顯示面板20為液晶顯示面板，該顯示面板20與該背光模組100的出光側相對設置，即面性反射裝置15的出光側相對設置，也即該面性反射裝置15的Z軸正方向一側。面性反射裝置15的每一第二微機電反射鏡151所反射的雷射光進入顯示面板20的其中一個次畫素。該顯示面板20鄰近於面性反射裝置15的一側具有進光偏振片22，一般地，雷射光為線性偏振光，自該面性反射裝置15出射的面性光為線性偏振光，振動方向與顯示面板20的進光偏振片22的透振方向一致。可以理解，該顯示面板20也可以為其他形式的顯示面板，如OLED顯示面板等。

因為背光模組100的出射光的振動方向與顯示面板20的進光偏振片22的透振方向一致，則背光模組100發出的光線可以大部分透射進顯示面板20內，從而大大減小光能損失。另外，本實施例的背光模組100採用反射雷射光的方式形成面光源，光線的方向性很強，可以直接入射至顯示裝置200的正視角的各個次畫素，而無需要導光板和光學膜片，進一步減小光能損失。進一步地，由於背光模組100發出的白光是由三原色雷射光合光而形成，可以使顯示裝置200的次畫素的顔色較純，從而使各個畫素産生較廣的色域，使顯示畫面的整體色彩飽和度更佳。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

無

100‧‧‧背光模組

10‧‧‧紅光雷射光源

11‧‧‧綠光雷射光源

12‧‧‧藍光雷射光源

13‧‧‧合光器

14‧‧‧線性反射裝置

15‧‧‧面性反射裝置

132‧‧‧白光光束

133‧‧‧出光面

141‧‧‧第一微機電反射鏡

142‧‧‧第一轉動軸

143‧‧‧第一反射面

151‧‧‧第二微機電反射鏡

152‧‧‧第二轉動軸

153‧‧‧第二反射面

Claims (8)

1. 一種背光模組，包括：
   三原色雷射光源和一合光器，該合光器用於將該三原色雷射光源發出的三原色雷射光合成白光光束並出射；
   一線性反射裝置，包括線性排列的複數第一微機電反射鏡，該複數第一微機電反射鏡的排列方向平行於自該合光器出射的白光光束的出射方向，該線性反射裝置用於依次並周期性地反射自該合光器出射的白光光束至與該複數第一微機電反射鏡的排列方向相垂直的方向；及
   一面性反射裝置，包括行列式排列的複數第二微機電反射鏡，該第二微機電反射鏡的列數等於該第一微機電反射鏡的個數，行數為複數，每一列的複數第二微機電反射鏡對應一個第一微機電反射鏡，且每一列的複數第二微機電反射鏡與經對應的第一微機電反射鏡的反射的光束的傳播方向相對，該複數第二微機電反射鏡用於依次並周期性地反射自該複數第一微機電反射鏡反射的光線至與該複數第二微機電反射鏡的行列方向相垂直的方向，以形成面光源。
2. 如請求項1所述的背光模組，其中，每一該第一微機電反射鏡具有第一轉動軸及第一反射面，該第一轉動軸垂直於自該合光器出射的白光光束的出射方向。
3. 如請求項2所述的背光模組，其中，每一該第二微機電反射鏡具有第二轉動軸及第二反射面，該第二轉動軸平行於自該合光器出射的白光光束的出射方向。
4. 如請求項1所述的背光模組，其中，該第一微機電反射鏡的個數和該第二微機電反射鏡的列數均為M，該複數第一微機電反射鏡反射一次的總時間為1/60秒，每一第一微機電反射鏡反射一次的時間為1/60M秒，每一第二微機電反射鏡反射一次的時間為1/60MN秒，其中M、N均為大於2的自然數。
5. 如請求項1所述的背光模組，其中，該合光器為合光棱鏡，該三原色雷射光源分別與該合光器的三個外表面相鄰且出光端與對應的外表面相對。
6. 一種顯示裝置，包括：
   如請求項1至5任一項所述的背光模組；及
   一顯示面板，該顯示面板與該面性反射裝置的出光側相對設置。
7. 如請求項6所述的顯示裝置，其中，該第二微機電反射鏡的個數與該顯示面板的次畫素的個數相等且一一對應，自每個該第二微機電反射鏡反射後出射的雷射光進入對應的次畫素。
8. 如請求項6所述的顯示裝置，其中，該三原色雷射光源發出的雷射光為線性偏振光，該顯示面板為液晶顯示面板，該顯示面板包括一與該面性反射裝置相鄰的進光偏振片，自該面性反射裝置出射的線性偏振光的振動方向與該進光偏振片的透振方向一致。