TWI582351B - 光源單元及使用該光源單元的照明系統 - Google Patents

光源單元及使用該光源單元的照明系統 Download PDF

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Description

光源單元及使用該光源單元的照明系統
本發明係關於一種光源單元及使用該光源單元的照明系統。
一般而言，典型大尺寸顯示設備的例子係包括一液晶顯示器(LCDs)、一電漿顯示器(PDPs)等等。
不同於電漿顯示器的自發光形式(self-emitting type)，液晶顯示器係因為缺乏自發光裝置，所以基本上需要一個別的背光單元。
對於使用在液晶顯示器的光源單元係依據光源的位置而分類成側光式光源單元(edge type light units)及直下式光源單元(direct type light units)。在側光式光源單元中，光源係設置在一液晶顯示面板的左、右邊緣或上、下邊緣，且一導光板係設置來將光線均勻地分布到遍及液晶顯示面板之一表面，其係保証均勻亮度及能夠生產一超薄顯示面板。
一直下式光源單元通常係應用於20吋或以上尺寸的面板。因為複數個光源設置在一面板下方，使得直下式光源單元有利的地方具有比側光式光源單元更佳的發光效率，因此直下式光源單元係主要使用在需要高亮度的大尺寸面板。
傳統的側光式或直下式光源單元係適於以冷陰極燈管(CCFL)當作一光源。
然而，使用冷陰極燈管當作光源的光源單元係具有許多缺點，例如因為電力都供應給冷陰極燈管而造成大量的功率損耗、為冷陰極射線管(CRT)的70%的低色彩重現率(color reproduction efficiency)，以及由於使用水銀而造成的環境污染等。
現今，為了解決上述問題，使用發光二極體(LEDs)的光源單元已研究來當作上述問題的解決之道。
在使用發光二極體之背光單元的例子中，將一發光二極體陣列開啟或是關閉一部分是可能的，其係在功率耗損中可達到顯著的降低。特別是，紅、綠、藍發光二極體顯現出超出NTSC所提議的一色彩重現範圍的100%，並可提供鮮明的影像給消費者。
本發明之實施例係提供一種光源單元，其係使用具有一鏡反射區及一漫反射區而不具一反射片之一底板所界定出的一導風件(air guide)，以及使用該光源單元的一照明系統。
在一實施例中，一光源單元係包括一頂板、一底板以及位在該頂板與該底板之間的至少一光源模組，其中，該底板包括一鏡反射區(specular-reflection region)以及一漫反射區(diffuse-reflection region)，以及其中，該漫反射區係包括一第一反射圖案及一第二反射圖案，該第一反射圖案係反射經由拉普拉斯分佈(Lambertian distribution)之入射光線，該第二反射圖案係反射經由高斯分布(Gaussian distribution)之入射光線。
該漫反射區係可佔據該底板全部面積的50~95%。
該漫反射區係可佔據該底板全部面積的70~80%。
該底板之該鏡反射區與該漫反射區的一面積比係可在1：1~1：20範圍。
該漫反射區的第一及第二反射圖案兩者至少其一係可包括若干不規則尺寸隆起部(irregularly-sized ridges)。
在該底板的該漫反射區與該光源模組之間的一距離，係可大於在該底板的該鏡反射區與該光源模組之間的一距離。
該底板係可包括至少一平坦表面，且該底板的該平坦表面係平行於該頂板。
該底板係可包括具有至少一反曲點的至少二傾斜表面，相互鄰近在該反曲點附近的第一傾斜表面及第二傾斜表面係 可具有不同曲率半徑。
該頂板係可覆蓋該底板之該鏡反射區的一部分或者是全部，且該頂板係可為鏡反射區。
在另一實施例中，一光源單元係包括一頂板、一底板以及位在該頂板與該底板之間的至少一光源模組，其中，該底板係包括一鏡反射區、一漫反射區以及一混合區，該混合區係混合有一鏡反射區及一漫反射區；以及其中，該漫反射區係包括一第一反射圖案及一第二反射圖案，該第一反射圖案係反射經由拉普拉斯分佈(Lambertian distribution)之入射光線，該第二反射圖案係反射經由高斯分布(Gaussian distribution)之入射光線。
該混合區係可位在該底板的該鏡反射區與該底板的該漫反射區之間，且包括在該混合區中的該鏡反射區的一面積，係可隨著與該光源模組之距離增加而減少。
包括在該混合區中並鄰近該光源模組之該鏡反射區的一面積，係可大於包括在該混合區中並遠離該光源模組之該鏡反射區的一面積。
該混合區的該鏡反射區係可佔據該混合區之整體面積的20~30%，且該混合區的該鏡反射區與該漫反射區的一面積比，係可在1：1到1：20的範圍。
在另一實施例中，一光源單元係包括一頂板、一底板以及位在該頂板與該底板之間的至少一光源模組，其中，該底板係包括一鏡反射區、一第一漫反射區與一第二漫反射區；其中，該第一漫反射區與該第二漫反射區係均包括一第一反射圖案及一第二反射圖案，該第一反射圖案係反射經由拉普拉斯分佈(Lambertian distribution)之入射光線，該第二反射圖案係反射經由高斯分布(Gaussian distribution)之入射光線；其中，在該第一漫反射區中，該第一反射圖案的一尺寸係小於該第二反射圖案的一尺寸；以及其中，在該第二漫反射區中，該第一反射圖案的一尺寸係大於該第二反射圖案的一尺寸。
該第一漫反射區與該第二漫反射區的一面積比，係 可在1：1到1：5的範圍。
該鏡反射區與該第一漫反射區的一面積比，係可在1：1到1：4的範圍，且該鏡反射區與該第二漫反射區的一面積比，係可在1：1到1：20的範圍。
該第一漫反射區係可位在該鏡反射區與該第二漫反射區之間。
在上述的各實施例中，該光源單元更可進一步包括一光學元件，該光學元件係與該底板間隔一預定距離，一導風件(air guide)係界定在該底板與該光學元件之間的一空間。
1‧‧‧顯示設備
100‧‧‧光源模組
110‧‧‧光源
200‧‧‧頂板
300‧‧‧底板
300a‧‧‧鏡反射區
300b‧‧‧漫反射區
300b1‧‧‧第一漫反射區
300b2‧‧‧第二漫反射區
302‧‧‧本體層
304‧‧‧反射圖案層
350‧‧‧加強肋
360‧‧‧支撐柱
600‧‧‧光學元件
620‧‧‧凹凸圖案
700‧‧‧照明單元
800‧‧‧顯示面板
810‧‧‧彩色濾光基板
820‧‧‧薄膜電晶體基板
830‧‧‧上偏光板
840‧‧‧下偏光板
20‧‧‧顯示模組
30‧‧‧前蓋
35‧‧‧後蓋
40‧‧‧驅動單元蓋
55‧‧‧驅動單元
55a‧‧‧驅動控制器
55b‧‧‧主機板
55c‧‧‧電源供應器
60‧‧‧座臺
w1‧‧‧寬度
w3‧‧‧寬度
θ1‧‧‧角度
θ2‧‧‧角度
排例布置與實施例係參考以下圖式而有詳細地描述，其中，相同的參考編號係代表相同的元件，圖式說明如下：圖1A及圖1B係表示本發明一光源單元之一第一實施例的例示圖。
圖2係表示光線之鏡反射與漫反射特性的示意圖。
圖3係表示圖1A中從一漫反射區反射之光線分布的示意圖。
圖4係表示本發明一底板的一漫反射區之一架構的剖視圖。
圖5A到圖5C係表示本發明包括有一傾斜表面及一平坦表面之一底板的示意圖。
圖6A到圖6C係表示本發明包括有複數個傾斜表面之一底板的示意圖。
圖7A及圖7B係表示本發明一頂板與底板之一鏡反射區重疊的示意圖。
圖8A到圖8D係表示本發明一光源單元之一第二實施例的例示圖。
圖9A到圖9C係表示本發明第二實施例中一混合區之不同實施態樣的平面圖。
圖10、圖11A、圖11B、圖12及圖13係表示本發 明第二實施例中一混合區之其他實施態樣的平面圖。
圖14A及圖14B係表示本發明一光源單元之一第三實施例的例示圖。
圖15係表示包括有一光學元件(optical member)之一光源單元的示意圖。
圖16係表示光學元件之形狀的一例子的示意圖。
圖17係表示形成在底板之一下表面的若干加強肋的示意圖。
圖18係表示形成在底板之一上表面的若干支撐柱的示意圖。
圖19係表示包括有具有依據前述實施例之一光源單元之一顯示模組的示意圖。
圖20及圖21係表示依據前述一實施例的一顯示設備。
雖然本發明使用了幾個較佳實施例進行解釋，但是下列所述之參考圖式及具體實施方式僅僅是本發明的較佳實施例；應說明的是，下面所揭示的具體實施方式僅僅是本發明的例子，並不表示本發明限於下列圖式及具體實施方式。
每一層的厚度係可被放大、忽略或是以示意表示，以方便及清楚說明。每一元件的尺寸可不一定表示實際尺寸。
所知道的是，當一元件提到另一元件之「上」(on)或「下」(under)時，其係可直接地在元件之上/下，及/或可有一或更多元件存在其間。
而且，當一元件提到在「上」(on)或「下」(under)時，「在元件之下」係與「在元件之上」一樣可包括所依據的該元件。
一實施例係可參考其伴隨的圖式進行詳細說明。
圖1A及圖1B係表示本發明一光源單元之一第一實施例的例示圖。圖1A係為剖視圖，而圖1B係為頂視圖。
如圖1A及圖1B所示，光源單元係可包括具有至少一光源110之一光源模組100、一頂板200以及一底板300。
具有光源110的光源模組100係可位在頂板200與底板300之間，並可位在鄰近頂板200處或者是位在鄰近底板300處。
如遇需要，當頂板200與底板300間隔一預定距離時，光源模組100係可與頂板200相接觸；或者是，當底板300與頂板200間隔一預定距離時，光源模組100係可與底板300相接觸。
或者是，光源模組100係可均與頂板200及底板300間隔一預定距離；或者是，係可均與頂板200及底板300相接觸。
光源模組100係可包括具有一電極圖案的一板體以及位在板體上的至少一光源。
在此，光源模組100的光源110係可為一直下式發光二極體(top view type light emitting diode)。
如遇需要，光源110係可為一側視式發光二極體(side view type light emitting diode)。
板體係可為一印刷電路板，係由選自下列其中任一材料所形成：聚對苯二甲二乙酯(polyethyleneterephthalate，PET)、玻璃、聚碳酸脂樹脂(polycarbondate，PC)、以及矽(Si)，並可為薄膜型態。
而且，一單一層印刷電路板、一多層印刷電路板、一陶瓷板(ceramic board)、一金屬核印刷電路板(metal core PCB)等等係可選擇地使用當作板體。
板體係可由以下其中任一方式提供：一反射塗佈膜及一反射塗佈材料層，以將從光源110發射的光線反射到底板300的一中心區域(central region)。
光源110係可為一發光二極體晶片。發光二極體晶片係可為一藍光發光二極體晶片或一紫外光發光二極體晶片，或者是係可為一封裝，其係結合選自以下其一或以上個：一紅光發 光二極體晶片、一綠光發光二極體晶片、一藍光發光二極體晶片、一黃綠光發光二極體晶片、以及一白光發光二極體晶片。
一白光發光二極體係可由以下方式實現：將一黃色磷光劑結合到一藍光發光二極體、將紅光及綠光磷光劑結合到一藍光發光二極體、或者是將黃光、紅光及綠光磷光劑結合到一藍光發光二極體。
頂板200及底板300係可相互間隔一預定距離，以便相互面對設置。如此一來，使在頂板200及底板300之間的一空的空間界定出一導風件(air guide)以取代依傳統導光板。
頂板200係可由一反射塗佈膜及一反射塗佈材料層兩這其中任一所形成，並可用於將從光源模組100發射的光線朝向底板300反射。
一鋸齒型(saw-toothed)反射圖案係可形成在頂板200面對光源模組100之一表面上。反射圖案係可為平坦的或係可為曲線的。
在頂板200之表面提供有反射圖案的理由，係為了將從光源模組100所發射的光線朝向底板300的中心區域反射，藉此以增加照明單元之中心區域的亮度。
底板300係可包括一鏡反射區(specular-reflection region)300a以及一漫反射區(diffuse-reflection region)300b。
鏡反射區300a係可執行入射光線的鏡反射，且漫反射區300b係可執行入射光線的漫反射。鏡反射區300a及漫反射區300b的反射率(reflectivity)係可在50%~99.99%的範圍。
漫反射區300b係可包括一第一反射圖案及一第二反射圖案兩者至少其一，第一反射圖案係反射經由拉普拉斯分佈(Lambertian distribution)之入射光線，第二反射圖案係反射經由高斯分布(Gaussian distribution)之入射光線。
例如，底板300的鏡反射區300a係可藉由磨亮底板300獲得以具有鏡反射特性。反射圖案係可經由一精確製程(precise process)形成在底板300的漫反射區300b，例如一光罩製 程及一蝕刻製程，以具有漫反射特性。
因此，漫反射區300b的第一及第二反射圖案係可為不規則尺寸凹凸圖案(irregularly-sized roughened patterns)。
漫反射區300b係可佔據底板300之整體面積的50%~95%。
如遇需要，漫反射區300b係可佔據底板300之整體面積的70%~80%。
底板300的鏡反射區300a與漫反射區300b的一面積比，係可在1：1到1：20的範圍。
決定如上所述之底板300的鏡反射區300a與漫反射區300b的面積比的理由，係為了降低在底板300鄰近光源模組100之一區域與底板300遠離光源模組100之一區域之間的亮度差(luminance difference)。
亦即，均勻亮度係可由適當地調整底板300的鏡反射區300a與漫反射區300b的面積比來完成。
在底板300的漫反射區300b與光源模組100之間的一距離係可大於底板300的鏡反射區300a與光源模組100之間的一距離。
亦即，底板300的鏡反射區300a係可位在鄰近光源模組100處，且底板300的漫反射區300b係可位在遠離光源模組100處。
因為此排列布置，底板300位在鄰近光源模組100處之鏡反射區300a係用於將從光源模組100所發射的光線反射到底板300的一中心區域，以及底板300位在底板中心區域處之漫反射區300b係可用於擴散入射光線。
光源模組100與頂板200兩者至少其一係可與鏡反射區300a重疊。
亦即，僅有頂板200的一部份係可與底板300的鏡反射區300a重疊，或者是，頂板200係可完全地與鏡反射區300a重疊。
底板300係可包括至少一傾斜表面以及至少一平坦表面。
底板300的傾斜表面係相對頂板200而可具有一預定傾斜角度，且底板300的平坦表面係可平行於頂板200。
而且，底板300的整個傾斜表面係可為一鏡反射區，或者是僅底板300之傾斜表面的一部份係可為一鏡反射區。底板300的傾斜表面係可與光源模組100及頂板200兩者至少其一重疊。
圖2係表示光線之鏡反射與漫反射特性的示意圖。
如圖2所示，光線係可依據底板的表面特性而經歷鏡反射及漫反射。
漫反射係可包括高斯反射(Gaussian reflection)、拉普拉斯分佈(Lambertian reflection)以及混合反射(mixed reflection)。
一般而言，鏡反射係表示當光線係入射在底板上的任何一點時，在入射光線之一光軸(optical axis)與經過相對應點之一法線(normal line)之間的一角度，係等於在已反射光線的法線與一光軸之間的一角度的反射。
高斯反射係表示依靠一底板之一表面傾斜的輻射強度(radiant intensity)係直接地正比於在表面法線與已反射光線之間的角度之高斯函數的反射。
拉普拉斯反射係表示依靠一底板之一表面傾斜的輻射強度(radiant intensity)係直接地正比於在表面法線與已反射光線之間的角度的餘弦(cosine)的反射。
混合反射係代表在鏡反射、高斯反射與拉普拉斯反射三者至少其一所混合之反射。
於是，在本實施例中，光線反射特性係可由調整底板300之表面特性來控制。
圖3係表示圖1A中從一漫反射區反射之光線分布的示意圖。
如圖3所示，在底板300的鏡反射區300a中，當光 線入射在一第一點處時，在入射光線的一光軸與穿經第一點的法線之間的一角度θ1，係可等於在法線與從第一點反射之光線的一光軸之間的一角度θ2。
在底板300的漫反射區300b中，當光線入射在一第二點上時，從第二點所反射之光線係可顯示出拉普拉斯分布及高斯分布兩者至少其一。
第二點係可包括以下至少其一：反射經由拉普拉斯分布之入射光線的一第一反射圖案以及經由反射高斯分布之光線的一第二反射圖案。
例如，底板300的鏡反射區300a係可由磨亮底板來獲得，以具有鏡反射特性。反射圖案係可經由一精確製程(precise process)而形成在底板300的漫反射區300b，例如一光罩製程及一蝕刻製程，以具有漫反射特性。
因此，漫反射區300b的第一及第二反射圖案係可為不規則尺寸凹凸圖案(irregularly-sized roughened patterns)。
製造底板300以具有反射特性的理由，係為了降低在底板300鄰進光源模組100之一區域與底板300遠離光源模組100之一區域之間的亮度差。
亦即，鄰近光源模組100的鏡反射區300a係可當作是均勻地將光線反射到具有低亮度之一光源單元的一中心區域，且遠離光源模組100的漫反射區300b係可散佈地反射光線，以便補償經由漫反射的低亮度。
如此的話，整體底板300係可藉由適當地調整鏡反射區300a及漫反射區300b之反射特性以提供均勻亮度。
底板300係可由具有高反射率的一金屬或氧化金屬所形成，例如Al、Ag、Au或者是TiO2。底板300的鏡反射區300a及漫反射區300b係可由攜同材料或者是不同材料所形成，且係可具有不同表面粗糙度值(surface roughness value)。
更特別地是，在底板300中，鏡反射區300a及漫反射區300b係可由相同材料所形成，但係可具有不同表面粗糙度值。
或者是，在底板300中，鏡反射區300a及漫反射區300b係可由不同材料所形成，且係可具有不同表面粗糙度值。
圖4係表示本發明一底板的一漫反射區之一架構的剖視圖。
如圖4所示，底板的漫反射區係可為一本體層(body layer)302及一反射圖案層304的一堆疊(stack)的型態。
反射圖案層304係可經由一精確圖案化製程而形成在本體層302的一表面，精確圖案化製程(patterning process)係例如一光罩製程及一蝕刻製程。
在本例中，反射圖案層304係可具有一凹凸形狀(roughened shape)，且凹凸圖案的隆起部(ridges)係可具有相同尺寸或可具有不同尺寸。
反射圖案層304係可佔據本體層302整體面積的20~90%。
而且，圖案的隆起部係可具有在約5~50 μm範圍的一尺寸。
如上所述，漫反射區300b的反射特性係可由調整包括在漫反射區300b之反射圖案層304中的隆起部的尺寸與數量來控制。
圖5A到圖5C係表示本發明包括有一傾斜表面及一平坦表面之一底板的示意圖。
在圖5A中，底板300的鏡反射區300a係可包括一傾斜表面，且此傾斜表面係可為平坦的。
在圖5B中，底板300的鏡反射區300a係可包括一傾斜表面，且此傾斜表面係可為凹弧的(concavely curved)。在圖5C中，底板300的鏡反射區300a係可包括一傾斜表面，且此傾斜表面係可為凸弧的(convexly curved)。
如圖5A到圖5C所示，底板300的漫反射區300b係可包括一平坦表面，且此平坦表面係可平行於頂板200。
或者是，底板300係可包括具有至少一反曲點 (inflection point)的至少二傾斜表面，且位在反曲點附近而相鄰的第一及第二傾斜表面係可具有不同曲率半徑。
圖6A到圖6C係表示本發明包括有複數個傾斜表面之一底板的示意圖。
在圖6A中，相互鄰近設置的二傾斜表面係可為平坦的，其中，一傾斜表面係可包括在底板300的鏡反射區300a中，且另一傾斜表面係可包括在底板300的漫反射區300b中。
如遇需要，底板300的鏡反射區300a之一部分係可提供有與在漫反射區300b中相同的傾斜表面。
在圖6B中，相互鄰近設置的二傾斜表面係可為凹弧的，並可具有不同曲率半徑。在圖6C中，相互鄰近設置的二傾斜表面係可為凸弧的，並可具有不同曲率半徑。
在此，一傾斜表面係可包括在底板300的鏡反射區300a中，且另一傾斜表面係可包括在底板300的漫反射區300b中。
如遇需要，底板300的鏡反射區300a的一部份係可具有與在漫反射區300b中相同的傾斜表面。
如上所述，底板300的傾斜表面係可為以下至少其一：一凹弧傾斜表面、一凸弧傾斜表面以及一平坦傾斜表面。
圖7A及圖7B係表示本發明一頂板與底板之一鏡反射區重疊的示意圖。圖7A係繪示一頂板與底板的鏡反射區部分地重疊，而圖7B係繪示一頂板與底板的鏡反射區全部重疊。
如圖7A所示，僅僅頂板200的一部份係可與底板300的鏡反射區300a重疊。
光源模組100係可部分地或全部地與底板300的鏡反射區300a重疊。
如圖7B所示，頂板200係可全部地與底板300的鏡反射區300a重疊。
光源模組100係可部分地或全部地與底板300的鏡反射區300a重疊。
頂板200係可包括一鏡反射區，係類似於底板300。
圖8A到圖8D係表示本發明一光源單元之一第二實施例的例示圖。
如圖8A到圖8D所示，底板300係可包括一鏡反射區、一漫反射區以及一混合區，此混合區係混合有一鏡反射區及一漫反射區。
混合區的鏡反射區300a係可佔據混合區整體面積的5~50%。
漫反射區300b係包括一第一反射圖案以及一第二反射圖案，其中，第一反射圖案係反射經由拉普拉斯分布之入射光線，第二反射圖案係反射經由高斯分布的入射光線。
混合區係可位在鏡反射區300a與漫反射區300b之間。在混合區中之鏡反射區300a的一面積，係可隨著與光源模組100之距離增加而減少。
亦即，在混合區中，鏡反射區300a鄰近光源模組100處之一面積，係可大於鏡反射區300a遠離光源模組100處之一面積。
混合區的鏡反射區300a係可佔據混合區整體面積的20~50%。
混合區之鏡反射區300a與漫反射區300b的一面積比，係可在1：1到1：20的範圍。
如圖8A所示，在底板300的混合區中，鏡反射區300a係可具有正三角形(regular triangular shape)。如圖8B所示，在底板300的混合區中，鏡反射區300a係可具有半圓形(semi-circular shape)。如圖8C所示，在底板300的混合區中，鏡反射區300a係可具有銳角三角形(stepped triangular shape)。如圖8D所示，在底板300的混合區中，鏡反射區300a係可具有直角三角形(right-angled triangular shape)。
亦即，在底板300的混合區中，鏡反射區300a的面積係可隨著與光源模組100之距離增加而逐漸地減少。
而且，在底板300的混合區中，漫反射區300b係可 的面積係可隨著與光源模組100之距離增加而逐漸地增加。
如上所述，底板300之鏡反射區300a的面積隨著與光源模組100之距離增加而逐漸地減少的理由，係為了避免一黑線(black line)產生在鏡反射區300a與漫反射區300b的邊界，藉此，以提供均勻亮度。
圖9A到圖9C係表示本發明第二實施例中一混合區之不同實施態樣的平面圖。
如圖9A所示，在底板300的混合區中，鏡反射區300a係可為複數個正三角形的型態。如圖9B所示，在底板300的混合區中，鏡反射區300a係可為複數個半圓形的型態。如圖9C所示，在底板300的混合區中，鏡反射區300a係可為複數個矩形的型態。
在底板300的混合區中，鏡反射區300a及漫反射區300b係可具有相同面積，且如遇需要，係可具有不同面積。
在底板300的混合區中，鏡反射區300a係可佔據底板300整體面積的20~50%。
如遇需要，在底板300的混合區中，鏡反射區300a與漫反射區300b的一面積比，係可在1：1到1：20的範圍。
或者是，在底板300的混合區中，漫反射區300b係可包括在鏡反射區300a中之複數個點(dots)的型態。
圖10、圖11A、圖11B、圖12及圖13係表示本發明第二實施例中一混合區之其他實施態樣的平面圖。
如圖10所示，在底板300的混合區中，漫反射區300b係可為包括在鏡反射區300a中的複數個點(dots)的型態。點(dots)的數量係可在鄰近光源模組100的一區域與在遠離光源模組的一區域是為相同(constant)。
如遇需要，如圖11A所示，在底板300的混合區中，漫反射區300b係可為包括在鏡反射區300a中的複數個點(dots)的型態。點(dots)的數量係可在鄰近光源模組100的一區域與在遠離光源模組的一區域是為不同。
亦即，在底板300的混合區中，為點型態之漫反射區300b之點的數量係可隨著與光源模組100距離增加而逐漸地增加。
如遇需要，如圖11B所示，在底板300的混合區中，漫反射區300b係可為包括在鏡反射區300a中的複數個點(dots)的型態。點(dots)的尺寸係可在鄰近光源模組100的一區域與在遠離光源模組的一區域是為不同。
亦即，為點型態之漫反射區300b之點的尺寸係可隨著與光源模組100距離增加而逐漸地增加。
如上所述，在底板300的混合區中，為點型態之漫反射區300b的數量及尺寸係可隨著與光源模組100距離增加而相同(constant)，如圖10所示。或者是，為點型態之漫反射區300b的尺寸係可相同(constant)，但點的數量係可隨著與光源模組100距離增加而增加，如圖11A所示；或者是膽的數量係可相同，但點的尺寸係可隨著與光源模組100距離增加而增加，如圖11B所示。
調整為點型態之漫反射區300b之點的尺寸及數量的理由，係為了提供均勻亮度遍及底板300的混合區。
在另一實施例中，如圖12及圖13所示，在底板300的混合區中，鏡反射區300a及漫反射區300b係可為長條(stripes)型態。
在本例中，鏡反射區300a及漫反射區300b係可交錯設置，且相互鄰近之長條的寬度係可相互相同或是相互不同。
如圖12所示，鏡反射區300a係可包括具有相同寬度之複數個平行長條。
而且，鏡反射區300a的長條係可設置在鏡反射區300a之各自長條之間。
鏡反射區300a之長條的寬度係可與漫反射區之長條的寬度相同或是不同。
如圖13所示，鏡反射區300a係可包括具有不同寬 度的平行長條。
亦即，鏡反射區300a之長條的寬度係可隨著與光源模組100之距離的增加而減少。
例如，鏡反射區300a鄰近光源模組100之長條的寬度w1係可大於鏡反射區300a遠離光源模組100之長條的寬度w3。
漫反射區300b的長條係可設置在鏡反射區300a之各自長條之間。漫反射區300b鄰近光源模組100之長條的一寬度係可小於漫反射區300b遠離光源模組100之長條的一寬度。
如上所述，調整鏡反射區300a及漫反射區300b之長條的寬度的理由，係為了提供均勻亮度以遍及底板300的混合區。
圖14A及圖14B係表示本發明一光源單元之一第三實施例的例示圖。圖14A係為剖視圖，且圖14B係為頂視圖。
如圖14A及圖14B所示，光源單元係可包括具有至少一光源110之光源模組100、頂板200以及底板300。
底板300係可包括鏡反射區300a及漫反射區300b。漫反射區300b係可包括第一漫反射區300b1及第二漫反射區300b2。
鏡反射區300a係可執行入射光線的鏡反射，且漫反射區300b係可執行入射光線的漫反射。鏡反射區300a與漫反射區300b的反射率係可在50%~99.99%範圍。
第一漫反射區300b1及第二漫反射區300b2係可包括一第一反射圖案及一第二反射圖案，其中，第一反射圖案係反射經由拉普拉斯分布的入射光線，第二反射圖案係反射經由高斯分布的入射光線。
在此，在第一漫反射區300b1中，第一反射圖案的一尺寸係可小於第二反射圖案的一尺寸。在第二漫反射區300b2中，第一反射圖案的一尺寸係可大於第二反射圖案的一尺寸。
第一反射圖案與第二反射圖案的一面積比係可在1：1到1：5的範圍。
在本例中，鏡反射區300a與第一漫反射區300b1的一面積比係可在1：1到1：4的範圍，且鏡反射區300a與第二漫反射區300b2的一面積比係可在1：1到1：20的範圍。
如上所述，決定鏡反射區300a與第一漫反射區300b1或第二漫反射區300b2之一面積比的理由，係為了降低在底板300鄰近光源模組100之一區域與底板300遠離光源模組100之一區域之間的一亮度差。
亦即，整體底板300係可藉由適當地調整鏡反射區300a與第一漫反射區300b1或第二漫反射區300b2之一面積比，以顯示出均勻亮度。
第一漫反射區300b1係可位在鏡反射區300a與第二漫反射區300b2之間。
亦即，底板300的鏡反射區300a係可位在鄰近光源模組100處，底板300的第二漫反射區300b2係可位在遠離光源模組100處，以及底板300的第一漫反射區300b1係可位在鏡反射區300a與第二漫反射區300b2之間。
將鏡反射區300a及漫反射區300b做如上的布置之理由，係因為位在鄰近光源模組100處之底板300的鏡反射區300a係可用於將從光源模組100所發射之光線反射到底板300的一中心區域，且位在底板300之一中心區域的底板300之漫反射區300b係可用於擴散入射光線。
於是，在第三實施例中，類似於前述第一及第二實施例，底板300的鏡反射區300a係可由磨亮底板300來獲得，以具有鏡反射特性，且反射圖案係可經由一精確製程而形成在底板300的漫反射區300b以具有漫反射特性，而精確製程係例如一光罩製程及一蝕刻製程。
依據本實施例的發光單元係可更進一步包括一光學元件，係與底板間隔一預定距離，使得一導風件(air guide)係界定在底板與光學元件之間。
圖15係表示包括有一光學元件(optical member)之一 光源單元的示意圖，以及圖16係表示光學元件之形狀的一例子的示意圖。
如圖15所示，光學元件600係可位在頂板200的一開放區域中，並可具有一多層型態。一凹凸圖案620係可為光學元件600的一最上層或者是其中任一層。
如遇需要，光學元件600係可由至少一薄片(sheet)所形成，其係由以下所選取：一擴散片、一稜鏡片、一增亮片等等。
擴散片係用於擴散從一光源所發射的光線，稜鏡片係用於將已擴散的光線導引到一發光區域，以及增亮片係用於增加亮度。
光學元件600係可用於將經過頂板200之開放區域射出之光線擴散。為了增加擴散效率，凹凸圖案620係可形成在擴散片600的一上表面。
如圖16所示，凹凸圖案620係可具有沿著第一光源模組110設置的一長條形。
在本例中，凹凸圖案620係可包括形成在光學元件600之表面上的隆起部(ridges)。各自隆起部係可具有相互面對的一第一面及一第二面，且在第一面與第二面之間的一角度係可為一銳角或一鈍角。
如遇需要，光學元件600係可由至少一薄片所形成。更特別地是，光學元件600係可選擇性地包括一擴散片、一稜鏡片、一增亮片等等。
擴散片係用於擴散從一光源所發射的光線，稜鏡片係用於將已擴散的光線導引到一發光區域，以及增亮片係用於增加亮度。
如上所述，因為包括在底板之一表面上交叉設置的凹線與凸線的複數個圖案，光源單元係可提供更高均勻亮度。
再者，在本實施例中，光源模組的一發光表面(light emission surface)係可導向不同方向。
更特別地是，光源模組係可為一直射型(direct emitting type)，其係發光表面係導引朝向在光學元件與底板之間的導風件，或者是係可為一間射型(indirect emitting type)，其係發光表面係導引朝向以下任一：頂板、底板以及一覆蓋板(cover plate)。
從間射型光源模組發射出的光線係可從頂板、底板以及覆蓋板反射，且之後已反射的光線係可導引朝向光源單元的導風件。
提供間射型光源模組的理由，係為了降低一熱點現象(hot spot phenomenon)。
複數個加強肋係可設置在底板的一下表面。
圖17係表示形成在底板之一下表面的若干加強肋的示意圖。如圖17所示，複數個加強肋350係可設置在底板的下表面上。
因為底板的一弧型反射表面係可受到外部衝撞(external shock)而容易變形，因此加強肋係可用於避免底板變形。
加強肋350係可形成在底板相對底板之傾斜表面的下表面上以及底板的一側表面上。
複數個支撐柱(support pins)係可形成在底板的一上表面上，以支撐光學元件。
圖18係表示形成在底板之一上表面的若干支撐柱的示意圖。如圖18所示，用以支撐光學元件的支撐柱360係可形成在底板300的上表面上。
由於光學元件係與底板300相間隔以界定其間的導風件，因此光學元件的一中心區域係可下垂(sag)。因此，支撐柱360係用於支撐已下垂的光學元件。
支撐柱360係可具有一穩定架構，其與底板300相接觸的一下表面的一面積係大於其一上表面的一面積。
用以驅動光源模組的電路裝置係可設置在底板的傾斜表面之下。
一空間係界定在底板的下表面之下，此下表面係在 底板之相互鄰近的傾斜表面之間。將電路裝置布置在相對應空間中係能夠有效地做空間運用。
圖19係表示包括有具有依據前述實施例之一光源單元之一顯示模組的示意圖。
如圖19所示，顯示模組20係可包括一顯示面板800及一照明單元700。
顯示面板800係可包括一彩色濾光基板810及一薄膜電晶體基板820，其係面對面結合(bonding)且其間係具有一均勻晶胞間隙(uniform cell gap)。一液晶層(圖未示)係可插置在二基板810及820之間。
顯示面板800係可在其上、下表面分別地設置有一上偏光板830及一下偏光板840。更特別地是，上偏光板830係可設置在彩色濾光基板810的一上表面，且下偏光板840係可設置在薄膜電晶體基板820的一下表面。
雖然圖未示，但顯示面板800係可在其側表面提供有閘極驅動器(gate drivers)及資料驅動器(data drivers)，以產生需要驅動顯示面板800的驅動訊號。
圖20及圖21係表示依據前述一實施例的一顯示設備。
請參考圖20，顯示設備1係可包括一顯示模組20、一前蓋30與環繞顯示模組20的一後蓋35、設置在後蓋35的一驅動單元55以及將驅動單元55裝入的一驅動單元蓋40。
前蓋30係可包括一前面板(圖未示)，其係由一透明材料所製成以傳送光線。當與顯示模組20相互間隔一預定間距時，前面板係用於保護顯示模組20，並傳送從顯示模組20所發射的光線，以便允許一影像顯示在顯示模組20上並可從外部觀看。
後蓋35係可與前蓋30結合，以便保護顯示模組20。
驅動單元55係可設置在後蓋35的一表面上。
驅動單元55係可包括一驅動控制器(driver controller)55a、一主機板(main board)55b及一電源供應器55c。
驅動控制器55a係可為一時序控制器(timing controller)。驅動控制器55a係用於調整顯示模組20之每一驅動集成電路(IC)的操作時序(operating timing)。主機板55b係用於將V-sync、H-sync以及紅、綠、藍解析訊號(resolution signals)傳輸到時序控制器。電源供應器55c係用於提供電力給顯示模組20。
驅動單元55係可設置在後蓋35上，並可裝入在驅動單元蓋40中。
後蓋35係具有複數個開孔，顯示模組20係可經過其開孔而連接到驅動單元55。而且，係提供有用於支撐顯示設備1的一座臺(stand)60。
在另一實施例中，如圖21所示，驅動單元55的驅動控制器55a係可設置在後蓋35，而主機板55b及電源供應器55c係可設置在座臺60。
驅動單元蓋40係可架構來僅將設置在後蓋35的驅動單元55裝入。
雖然本實施例係繪示主機板55b及電源供應器55c係個自地設置，但他們亦可整合在一起，故並不以此為限。
在其他實施例中，包括有前述實施例之頂板、具有鏡反射區與漫反射區之底板、以及光源模組的一顯示設備、一指向設備、以及一照明系統係可被實現。例如，一照明系統係可包括一燈(lamp)及一街燈(street lamp)。
照明系統係可使用來當作一照明燈，其係使用複數個發光二極體(LEDs)以產生光線。特別是照明系統係可當作是一嵌入式燈(嵌燈，downlight)，其係嵌入在一建築物的天花板或牆壁以便暴露出一遮罩(shade)的一開孔(opening)。
雖然本發明以相關的較佳實施例進行解釋，但是這並不構成對本發明的限制。應說明的是，本領域的技術人員根據本發明的思想能夠構造出很多其他類似實施例，這些均在本發明的保護範圍之中。
100‧‧‧光源模組
110‧‧‧光源
200‧‧‧頂板
300‧‧‧底板
300a‧‧‧鏡反射區
300b‧‧‧漫反射區

Claims (26)

  1. 一種光源單元，係包括：一頂板；一底板；以及至少一光源模組，其係位在該頂板與該底板之間；其中，該底板包括一鏡反射區(specular-reflection region)以及一漫反射區(diffuse-reflection region)；其中，該漫反射區係包括一第一反射圖案及一第二反射圖案，該第一反射圖案係反射經由拉普拉斯分佈(Lambertian distribution)之入射光線，該第二反射圖案係反射經由高斯分布(Gaussian distribution)之入射光線；其中，該漫反射區包括一第一漫反射區及一第二漫反射區，該第一漫反射區比該第二漫反射區靠近該至少一光源模組；其中，在該第一漫反射區中，該第一反射圖案所佔用的面積係小於該第二反射圖案所佔用的面積；以及其中，在該第二漫反射區中，該第一反射圖案所佔用的面積係大於該第二反射圖案所佔用的面積。
  2. 如申請專利範圍第1項之光源單元，其中，該漫反射區係佔據該底板全部面積的50~95%。
  3. 如申請專利範圍第1項之光源單元，其中，漫反射區係佔據該底板全部面積的70~80%。
  4. 如申請專利範圍第1項之光源單元，其中，該底板之該鏡反射區與該漫反射區的一面積比在1：1~1：20範圍。
  5. 如申請專利範圍第1項之光源單元，其中，該漫反射區的第一及第二反射圖案兩者至少其一係包括若干不規則尺寸隆起部(irregularly-sized ridges)。
  6. 如申請專利範圍第1項之光源單元，其中，在該底板的該漫反射區與該光源模組之間的一距離，係大於在該底板的該鏡反射區與該光源模組之間的一距離。
  7. 如申請專利範圍第1項之光源單元，其中，該底板係包括至少 一平坦表面，且該底板的該平坦表面係平行於該頂板。
  8. 如申請專利範圍第1項之光源單元，其中，該底板係包括具有至少一反曲點的至少二傾斜表面，相互鄰近在該反曲點附近的第一傾斜表面及第二傾斜表面係具有不同曲率半徑。
  9. 如申請專利範圍第1項之光源單元，其中，該頂板係覆蓋該底板之該鏡反射區的一部分或者是全部。
  10. 如申請專利範圍第1項之光源單元，其中，該頂板包含另一鏡反射區。
  11. 一光源單元，係包括：一頂板；一底板；以及至少一光源模組，係位在該頂板與該底板之間；其中，該底板係包括一鏡反射區、一漫反射區以及一混合區，該混合區係混合有一鏡反射區及一漫反射區；其中，該漫反射區係包括一第一反射圖案及一第二反射圖案，該第一反射圖案係反射經由拉普拉斯分佈(Lambertian distribution)之入射光線，該第二反射圖案係反射經由高斯分布(Gaussian distribution)之入射光線；其中，該漫反射區包括一第一漫反射區及一第二漫反射區，該第一漫反射區比該第二漫反射區靠近該至少一光源模組；其中，在該第一漫反射區中，該第一反射圖案所佔用的面積係小於該第二反射圖案所佔用的面積；以及其中，在該第二漫反射區中，該第一反射圖案所佔用的面積係大於該第二反射圖案所佔用的面積。
  12. 如申請專利範圍第11項之光源單元，其中，該混合區的該鏡反射區係佔據該混合區整體面積的5~50%。
  13. 如申請專利範圍第11項之光源單元，其中，該混合區係位在該底板的該鏡反射區與該底板的該漫反射區之間。
  14. 如申請專利範圍第11項之光源單元，其中，包括在該混合區中的該鏡反射區的一面積，係隨著與該光源模組之距離增加而 減少。
  15. 如申請專利範圍第14項之光源單元，其中，包括在該混合區中的該鏡反射區的一面積，係隨著與該光源模組之距離增加而逐漸減少。
  16. 如申請專利範圍第11項之光源單元，其中，在該混合區的該鏡反射區中，鄰近該光源模組而具有一預定距離之一區域的一面積，係大於遠離該光源模組而具有一預定距離之一區域的一面積。
  17. 如申請專利範圍第11項之光源單元，其中，該混合區的該鏡反射區係佔據該混合區之整體面積的20~30%。
  18. 如申請專利範圍第11項之光源單元，其中，該混合區的該鏡反射區與該漫反射區的一面積比，係在1：1到1：20的範圍。
  19. 一光源單元，係包括：一頂板；一底板；以及至少一光源模組，係位在該頂板與該底板之間；其中，該底板係包括一鏡反射區、一第一漫反射區與一第二漫反射區；其中，該第一漫反射區與該第二漫反射區係均包括一第一反射圖案及一第二反射圖案，該第一反射圖案係反射經由拉普拉斯分佈(Lambertian distribution)之入射光線，該第二反射圖案係反射經由高斯分布(Gaussian distribution)之入射光線；其中，該漫反射區包括一第一漫反射區及一第二漫反射區，該第一漫反射區比該第二漫反射區靠近該至少一光源模組；其中，在該第一漫反射區中，該第一反射圖案所佔用的面積係小於該第二反射圖案所佔用的面積；以及其中，在該第二漫反射區中，該第一反射圖案所佔用的面積係大於該第二反射圖案所佔用的面積。
  20. 如申請專利範圍第19項之光源單元，其中，該第一漫反射區與該第二漫反射區的一面積比，係在1：1到1：5的範圍。
  21. 如申請專利範圍第19項之光源單元，其中，該鏡反射區與該第一漫反射區的一面積比，係在1：1到1：4的範圍。
  22. 如申請專利範圍第19項之光源單元，其中，該鏡反射區與該第二漫反射區的一面積比，係在1：1到1：20的範圍。
  23. 如申請專利範圍第19項之光源單元，其中，該第一漫反射區係位在該鏡反射區與該第二漫反射區之間。
  24. 如申請專利範圍第1項、第11項及第19項其中任一項之光源單元，更進一步包括一光學元件，該光學元件係與該底板間隔一預定距離，一導風件(air guide)係界定在該底板與該光學元件之間的一空間。
  25. 如申請專利範圍第11項及第19項之光源單元，其中，該頂板包含另一鏡反射區。
  26. 一種照明系統，係包括申請專利範圍第1項到第23項其中任一項的一光源單元。
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