TWI358581B - Back-light source, display device and light emitti - Google Patents

Description

1358581 修正日期：100年7月28日 第％108575號專利說明書修正本 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種發光裝置，特別是關於一種用 於背光面板之一發光裝置。 【先前技術】 穿透式顯示器，例如：―穿透式或—半穿透反射液晶 二、丁面板而要肖光光源用以照明。而背光光源經常被 :用例如為：一螢光燈面板或一發光二極體面 板，此外，為了增加提供背光照明的效率，透鏡或聚焦工 具也被使用於導引從背先弁调發ψ …、 顯示面板之背部料出之先束並將光束導向 光束本發明提供一種導引元件’以導引由發光裝置產生的 【發明内容】 之一=數:？光裳置，其令每個發光裝置 作ΐ引從發先單元發出之光束穿過透鏡表面 :貫二r:那麼焦點實質上會座落在 離。根據本發明，透鏡表面不是球面的是 之一方向上之曲率半徑與在 、在透鏡表面 異。透鏡的其中之一曲率半徑大於另率ί徑相 說，一曲率半徑實質上相等或小於 二，砰細地 間距離的-半，另一曲率半徑:心，發光單元之 、相寻或大於透鏡表面 5 1358581 第96108575號專利說明書修正本 與發光單it之間輯的-半。就年7月28日 具有兩個焦距，其中之一焦距大於、 ':透鏡實際上 聚焦於發光單元上或聚声 1 距導致在一方向 方向聚焦於發光單元上或月後:以及在另- 發光單元可能具有複數個單色或三原im’例f， 藍）中之不同色的發光光源。’、，、·'工、々、 菖月光光源用來提供背光昭一 透反射式顯示面板且_亍^二穿透式或一半穿 裝置以較大之曲率時，發光 之曲率半徑實質上朝向直/向&以及較小 因此，本發明之第一目°工列叹置。 光裝置，該透鏡被使用於導引從種t有透鏡之發 ，-透鏡表面，該透鏡表面—光不：中 在一方向上聚焦於發光曲率半徑導致透鏡 後，以及導致透鏡在另 ^焦於發光單元之背 於發光單元H ㈣线發光單元上或是聚焦 置之if:之第—目的是提供了具有二維度陣列發光f 面，該透t=細置具有一透鏡表 率半徑大於另一曲率;^予，/、有不同的曲率半徑。一曲 光裝置以較大之曲率丰:：二:光源朝直立方向設置時，發 之曲率半經實質上;:::=二垂直方向’而較小 源座落於鄰近顯亍且具有一顯示面板，而背光光 顯不面板之背面，該背光光源用以提供顯示 1358581 修正日期：]00年7月28曰 弟96108575號專利說明書修正本 面板之照明。 為使本發明之上述及其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉一具體之較佳實施例，並配合所附圖式第 1圖至弟7 b圖做詳細說明。 【實施方式】 為了提供顯示面板之照明使得觀看者得以在面板上 影像’而將一背光光源設置於—穿透式顯示面 j或-半穿透反射式顯示面板的後方，例如第^所示， 面板1〇0包括-顯示模'组·及一背光光源300。 昭m㈣3置在i立方向，錢得觀看者得以依 二叙方式看到-顯示影像，顯示面板⑽之垂 平行於γ轴，且顯示面板1 〇〇 閱第％圖及第3b圖)如第2水圖:軸大，亍於X軸(參 光光源3〇〇包括—所不’根據本發明之背 成-細U 維陣列發光裝置10(發光裝置連結 乂知群）。發光裝置可 方形本體，或是如第3b圖=如 圖所示之一長 ® π "不之圓柱形本體，其中該 = 一圓形或一擔圓形之截面積。如第乜至 發先:二母連一發光單元-和與該 例所*，光導引元件：=件二’如第&圖之實施 材料f成，% π 由—具有彎曲表面之一光學

發心束而:從發光單U 之實施例中，光導引 （另外，在第4b圖所不 透鏡部分31，以及L括由一光學材料製成之一 32。而在第4cQ 二光學材料所製成之一中間部分 弟圖所不之實施例中，透鏡部分3!可以是具 7 丄现581 弟96108575號專利說明書修正本 浐正日勘」. 有二維度透鏡 修正日期·100年7月28曰 干之^f 還鏡湾板之一部分’在第仆圖所 。之令間科3 2可以是-空氣間隔。此外 每個透鏡部…^ 之;’透鏡薄板以每―個透鏡部分 5曲表面面對發光單元2〇之方式設置，如第如 ^好的疋先導引元件3G在光學上不對稱於U，因 向之之與光導引元件3〇之曲率半徑不同於另-方 白之曲率+徑。舉例來說，χ方向上之曲 Υ方向上之曲率半徑(參閱第Μ及5圖)。二 it裝/ 1具有與發繼1〇之聚焦特性相關之-r，W1,如果高W與光導引元件3〇之 :相夺且光¥引儿件3〇之折射率大約為15時，那麼 先導引兀件30之曲率半徑大約等於h/2。 ，包括設置於一基板22上之複數個發光二極體早二= 6圖所示，舉例來說，發光二極體24可為在三原色(卿， =綠:藍）中之不同顏色的光源。或者，發光單元如亦 可為具有一個或多個白色發光二極體或模組。 依據本發明，更好是在一方向上之光導引元件％之 :率半徑（第4a圖）或透鏡部分31之曲率半徑小於h/2。 牛例來說’在第7a圖中’ X方向之曲率半# ci小於肋 (當顯示面板100設置在相對於一垂直踏之直立方向時係 為水平方向）’意思是說，焦點f連結曲率半徑c丨之長产 比高度Η短，就其本身而論，在光導引元件之較心 面上之一點光源將產生一收斂光束。曲率半徑ci之尺 介於Η/2與W1/2，或是曲率半徑C1意指是在X方向上 1358581 修正日期：100年7月28日 例如，曲率半徑c】 第96108575號專利說明書修正本 寬度之一半。在某些極端的狀況下 與高度Η之比值等於〇 05。 •^田D隹在Υ方向上之曲率半抱C2相等或大於Η/2， 思心疋巩，焦點f連結曲率半徑C2之位置座落於 端之後’如第7b圖所示。就其本身而論，在光導^件 30之較低表面上之一點光源將產生—發散光束。·

一綜上所述，本發明使用於一穿透式與一半穿透反射式 顯不面板之一背光光源300,至少部分光導引元件在光學 亡不對稱’該部分光導引元件用以導引從發光單元提供之 1束。當顯不面板設置於相對於—垂直牆之一直立位置 時，例如，在一垂直方向上之部分光導引元件之曲率半徑 大於在水平方向上之曲率半徑。光導引元件可以由各別^ 學7L件合併至發光單元而製成，光導引元件也可以一薄板 =之光學材料所製成，其中該薄板形之光學材料可與發光. 單，分開之。光導引元件30可以由一平凸透鏡所製^， 如第4a至第4d圖，然而，光導引元件30可以由一雙凸 透鏡、一凹凸透鏡、或兩者之組合所製成。 此外，在一大型顯示面板中，在背光光源中央之光導 引元件並不需要與在背光光源左右部分之光導引元件相 同’舉例來說，位於邊緣部份之光導引元件3〇相對於位 =中央部份之光導引元件30具有一較大散射角，意思是 祝’在邊緣部份之光導引元件3〇之曲率半徑C1可能大於 位在背光光源300中央部份之光導引元件30 之曲率半徑 C1 ’又’在背光光源中央部份之光導引元件30的透鏡表 面有可能為球面狀的或對稱於光導引元件之光學轴〇。再 者例如.依照光導引元件之位置相對應於顯示面板之中 1358581 第96108575號專利說明書修正本 修正曰期··〗00年*7月28 Η 央’〃其比值C1/C2之範圍從〇 95至〇 〇5。 ' 置，ίί:個ί:二提在供:背光光源包括複數個發光裝 端具有-透鏡表λ^及另— 光束穿過透鏡表面。如果透f 折仗發光早凡發射之 點實質上位於發光單3透=面"上為球面狀，則焦 奴疋早TL上，或焦距實質上相 面:光單元間之距離。根據本發明，由於表^ ::，使得在發光元件之-方向上之㈣半; 向上之曲率半徑。透鏡上苴中一 - ; 率半护，栌則沾 ^ /、r之曲率+徑大於另一曲 丁仏斗寸別地，-曲率半徑實質上相等或小於 表面與發光單元間之距離 、；延鏡 於或大於介於透鏡表面元^;^半徑實質上等 曲率半徑導致透鏡聚於另一 發光單元之背狳，η β、帛 门之I先早兀上次聚焦於 元上或是在發解元之=透鮮録Ρ方向之發光單 反射=:=:工至-穿透式或半穿透 半徑實質上在η 垂直方向且較小之曲率 I 在—水平方向之方式被排列。 雖然本發明已以較 限定本發明，任何熟習並非用以 C，當可作些許潤:不==之精 蠖乾圍當視後付夕由u此本發明之保 曼什之申睛專利範圍所界定者為準。 l35858l 修正日期：〗〇〇年7月28日 第96】〇8575號專利說明書修正本 【圖式簡單說明】 第1圖係為本發明之一穿透式或半穿透反射式顯二

器及一背光光源代表示意圖，其中背光光源包括複數個= 光裝置； X 第2圖係為本發明之複數個發光裝置的剖面圖，盆 至少部分發光裝置具有透鏡表面特性； ” 第3a圖係為本發明一實施例之複數個發光裝置之 表不意圖； ，第圖係為本發明另一實施例之複數個發光裝置之 代表不， 圖；第4a圖係為本發明—實施例之—發光裝置之剖面 示意Ξ仆圖係為本發明另一實施例之-發光裝置之代表 第4c圖係為本發明之—不 透鏡排列方式之代表示意圖； 之 第4d圖係為本發明 之透鏡排财式之代表示意圖； ⑷4裝置中 第5圖顯示本發明 ^ 半徑與-發光裝置。之，「貫施例中之聚焦透鏡之曲率 衣1巧度之間的關係； 弟6圖顯示在一私 _ 第圖顯示在：方先：…:复數個發光二極體； 以及 隹方向之一光導引元件之曲率半徑； 徑 第7b_示在另-方向之—光導引㈣之曲率半 1358581 第96108575號專利說明書修正本 【主要元件符號說明】 10〜發光裝置； 24〜發光二極體； 31〜透鏡部分； 100〜顯示面板； 300〜背光光源； W1〜寬度； f〜焦點； 修正日期：100年7月28日 20〜發光單元； 30〜光導引元件； 32〜中間部分； 200〜顯示模組； Η〜高度； C、Cl、C2〜曲率半徑； Ο〜光學轴。

12

Claims (1)

1358581 修iE a 曰 28曰補充 会鲁 第96108575號申請專利範圍修正本 ^ W 嘗本日期：1〇〇 十、申請專利範圍： ——一一- 1.一種背光光源模組，包括： 複數個發光裝置’其中，每一發光裝置具有一發光單 几以及一光導引表面，該發光單元以及該光導引表面位於 一光學軸之上，該光導引表面用作導引由該發光單元所發 /射出之光’且其中該光導引表面在一第一方向上之曲率半 k大於該光導引表面在一第二方向上之曲率半徑，該第一 方向與該第二方向實質上垂直於該光學軸，該第一方向垂 ^於該第二方向’該等發光裝置以二維陣列的方式排列， /、中，該發光單元和該光導引表面分開一距離.，且該第一 方向之曲率半徑實質上相等或大於該距離之一半。 2.如申請專利範圍第〗項所述之背光光賴組，其中 "第一方向之曲率半徑實質上相等或小於該距離之-半。 告=如n專㈣圍第1項所述m光賴組，其中 备該#光光源被設置於一直立壯能 .,_ ^ 平行於-船直方向。直立狀树，該第—方向實質上 該單4 _物総賴組，其中 該發光單11第1項所述之背光光源模組，其中 7::包括複數個多色之發光光源。 至少部分====背細·，其中 在該8第如二 向上之曲率半徑比率之範圍實 13 丄观581 修正日期：100年9月28曰 第96108575號申請專利範圍修正本 質上從0.95至〇.〇5。 9·一種顯示裝置，包括： 一顯不面板，具有用以觀看之一第一邊及相對該第一 邊之一第二邊；以及 如申請專利範圍第丨項所述之背光光源模組，設置於 該顯示面板之該第二邊之相關位置上。 10.—種發光裝置，包括.： 一發光單元；以及 第 離 半 第 ，一光導引表面，該發光單元以及該光導引表面位於一 光學軸之上’其中該光導引表面在一第一方向之曲率半徑 ^光導引表面在-第二方向之曲率半徑，該第一方向與 ^第二方向實f上垂直於該光學轴，該第—方向垂直於該 一方向，其中，該發光單元和該光導引表面分開一距 該第一方向之曲率半徑實質上相等或大於該距離之一 π.如申請專利範圍第10項所述之發光裝置，其中該 •方向之曲率半徑實質上相等或小於該距離之一半。" 發来ϋ申請專利範圍第10項所述之發光裝置，其中該 發先早凡包括複數個單色之發光光源。 單色第12項所述之發繼，其中該 發#14.如申請專利範圍第1〇項所述之發光裝置，其中該 x早元包括複數個多色之發光光源。 β 恭#!»5‘如申請專利範圍第ι〇項所述之發光裝置，其中該 曲率:有小於該距離之一寬度，且在該第二方向上I 徑介於該寬度之一半及該距離之一半之間。 1358581 < t 第96108575號申請專利範圍修正本 修正日期·· 100年9月28曰 16.如申請專利範圍第10項所述之發光裝置，其中在 該第二方向和該第一方向上之曲率半徑比率之範圍實質 上從0.95至0.05。