TWI582501B - 光源模組與顯示裝置 - Google Patents

光源模組與顯示裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI582501B
TWI582501B TW105100099A TW105100099A TWI582501B TW I582501 B TWI582501 B TW I582501B TW 105100099 A TW105100099 A TW 105100099A TW 105100099 A TW105100099 A TW 105100099A TW I582501 B TWI582501 B TW I582501B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
columnar structure
microstructures
region
light source
Prior art date
Application number
TW105100099A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201725432A (zh
Inventor
謝政熹
Original Assignee
揚昇照明股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 揚昇照明股份有限公司 filed Critical 揚昇照明股份有限公司
Priority to TW105100099A priority Critical patent/TWI582501B/zh
Priority to CN201611127448.5A priority patent/CN106940459B/zh
Priority to US15/390,747 priority patent/US20170192166A1/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI582501B publication Critical patent/TWI582501B/zh
Publication of TW201725432A publication Critical patent/TW201725432A/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/002Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0086Positioning aspects
    • G02B6/0091Positioning aspects of the light source relative to the light guide
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0016Grooves, prisms, gratings, scattering particles or rough surfaces
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/00362-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0058Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide
    • G02B6/0061Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide to provide homogeneous light output intensity
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0065Manufacturing aspects; Material aspects

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Description

光源模組與顯示裝置
本發明是有關於一種光源模組與顯示裝置。
隨著行動顯示裝置在運算能力、顯示面板尺寸、解析度以及亮度上的需求不斷地提高,其電力消耗也隨之不斷地增加。舉例來說,液晶顯示器中的背光模組的功耗占了能量耗損的一大部分。
為了解決上述問題,在背光模組中,透過特殊結構設計的導光板可以達成一維區域調光(1D Local Dimming),換言之,也就是光源所發出的光束是沿著一單軸方向在導光板內傳遞,並且進一步結合液晶顯示器中的驅動積體電路(Driver Integrated Chip)的演算法與特殊的影像處理方式,可以大幅度地降低背光模組的功耗,並提高對比的效果。
然而,現階段用於一維區域調光的導光板僅適用於在光源與導光板之間為空氣的情況。若光源與用於一維區域調光的導光板之間以光學膠(Optical Clear Adhesive,OCR)接合時,雖可提高光源的光線耦合進入導光板的效率,但由於光學膠與空氣的折射率不同,會改變光束入射於導光板的折射角度,造成入射於導光板後的部分光束無法在導光板內透過全反射進行傳遞,而會在導光板的出光區產生漏光的現象。另一方面,進入導光板後的部分光束無法藉由導光板上的微結構以改變在導光板內全反射的角度,因此該部分的光束並無法沿著單軸在導光板內傳遞,而是對於此單軸的側向在導光板內產生雜散光的現象,降低一維區域調光的效果。
為了更清楚地說明上述的光學行為,請參照圖1A與圖1B,其中圖1A為當空氣位於光源與用於一維區域調光的導光板之間的情況下的光學模擬結果示意圖,而圖1B為當光學膠位於光源與一維區域調光的導光板之間的情況下的光學模擬結果示意圖。在圖1A中可看出光源所發出的光束是沿著一單軸方向在導光板內傳遞,而在圖1B中可看出如同上述所提到的側向的雜散光與漏光的現象。因此,如何解決上述問題,實為目前研發人員研發的重點之一。
本發明提供一種光源模組,其能夠有效地降低雜散光與漏光現象。
本發明提供一種顯示裝置,其具有上述的光源模組且具有良好的光學品質。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。
本發明提供一種光源模組,其包括導光板、光源以及膠體。導光板具有耦光區與出光區。導光板包括入光面、第一面、第二面、多個第一微結構以及多個第二微結構。耦光區位於入光面與出光區之間。第一面連接入光面。第二面連接入光面並與第一面相對設置。這些第一微結構設置於出光區且凸起於第一面。這些第二微結構設置於耦光區且凸起於第一面與第二面中其中至少一者,其中這些第一微結構的形狀不同於這些第二微結構的形狀。光源設置於入光面旁。膠體設置於光源與入光面之間。
本發明提供一種顯示裝置,其包括顯示面板以及上述的光源模組。
在本發明的一實施例中,上述的各第一微結構為第一柱狀結構,第一柱狀結構的延伸方向實質上垂直於該入光面。
在本發明的一實施例中,上述的第一柱狀結構為長方柱狀結構,長方柱狀結構符合以下關係式: 0.4 ≤W1/P1≤0.8且H1/(H1+T1)≤0.1, 其中,W1為長方柱狀結構的投影寬度,P1為相鄰兩長方柱狀結構的節距,H1為長方柱狀結構凸起於第一面的高度,而T1為第一面與第二面的距離。
在本發明的一實施例中,上述的第一柱狀結構為圓柱狀結構,且圓柱狀結構符合以下關係式: 0.5 ≤W2/P2≤1,H2/(H2+T2)≤0.1且0.05≤P2/H2≤0.4, 其中,W2為圓柱狀結構的投影寬度,P2為相鄰兩圓柱狀結構的節距,H2為圓柱狀結構凸起於第一面的最大高度,而T2為第一面與第二面的距離。
在本發明的一實施例中,上述的第二微結構為第二柱狀結構,第二柱狀結構的延伸方向實質上垂直於入光面。
在本發明的一實施例中,上述的這些第二微結構係間隔設置。
在本發明的一實施例中,上述的第二柱狀結構為稜鏡柱狀結構,且稜鏡柱狀結構符合以下關係式: 0.1≤W3/P3≤1,H3/(H3+T3)≤0.1且90°≤θ1≤160°, 其中,W3為稜鏡柱狀結構的投影寬度,P3為相鄰兩稜鏡柱狀結構的節距,H3為稜鏡柱狀結構凸起於第一面的最大高度,T3為第一面與第二面的距離,且θ1為稜鏡柱狀結構的一頂角。
在本發明的一實施例中,上述的第二柱狀結構為稜鏡柱狀結構,稜鏡柱狀結構凸起於第一面的最大高度與稜鏡柱狀結構的一頂角由入光面沿著稜鏡柱狀結構的延伸方向漸變。
在本發明的一實施例中,上述的第二柱狀結構為梯形柱狀結構,且梯形柱狀結構符合以下關係式: 0.1≤W4/P4≤1,H4/(H4+T4)≤0.1且135°≤θ2≤170°,  其中,W4為梯形柱狀結構的投影寬度,P4為相鄰兩梯形柱狀結構的節距,H4為梯形柱狀結構凸起於第一面的最大高度,T4為第一面與第二面的距離,且θ2為梯形柱狀結構的一頂角。
在本發明的一實施例中,上述的這些第一微結構與這些第二微結構凸起於第一面,這些第一微結構與這些第二微結構之間具有間隙,且間隙隔離這些第一微結構與這些第二微結構。
在本發明的一實施例中,上述的這些第一微結構與這些第二微結構凸起於第一面,且這些第一微結構與這些第二微結構連接。
在本發明的一實施例中,其中導光板更包括一漸變區,耦光區包括第一耦光區與第二耦光區,出光區包括第一出光區與第二出光區,第二耦光區鄰近於第二出光區,其中漸變區包括第二耦光區與第二出光區,在第二耦光區中,這些第二微結構凸起於第一面的最大高度由第一耦光區延伸向第二出光區與第二耦光區連接處的方向遞減,而在第二出光區中,這些第一微結構凸起於第一面的最大高度由第二出光區與第二耦光區連接處延伸向第一出光區的方向遞增,且在這些第一微結構與這些第二微結構的連接處中,這些第一微結構凸起於第一面的最大高度與這些第二微結構凸起於第一面的最大高度實質上相等。
在本發明的一實施例中,在出光區中,這些第一微結構凸起於第一面的最大高度實質上相等,在耦光區中,這些第二微結構凸起於第一面的最大高度實質上相等,且在這些第一微結構與這些第二微結構的連接處中,這些第一微結構凸起於第一面的最大高度與這些第二微結構凸起於第一面的最大高度實質上相等。
基於上述,本發明的實施例可達到下列優點或功效的至少其中之一。在本發明實施例的光源模組中,膠體設置於光源與導光板之間,且在入光面與出光區之間的耦光區設置有凸起於第一面的第二微結構,此配置可以有效地增加光束在導光板中全反射的比例,更能夠有效地降低側向的雜散光與漏光的現象,能夠進一步地提升一維區域調光的效果。由於本發明實施例的顯示裝置具有上述的光源模組,因此能夠具有良好的光學品質。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效,在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中,將可清楚地呈現。以下實施例中所提到的方向用語,例如:上、下、左、右、前或後等,僅是參考附加圖式的方向。因此,使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。
為了詳細說明本發明實施例的顯示裝置,本實施例的顯示裝置100可視為處於由X軸、Y軸以及Z軸所建構的空間中,其中X軸方向實質上與入光面212平行,並沿著水平方向延伸。Z軸實質上垂直於X軸方向,並沿著第一面214的法線方向(垂直方向)延伸。另外,Y軸方向垂直於X軸方向也垂直於Z軸方向。
圖2A繪示為本發明一實施例的顯示裝置的上視示意圖、圖2B繪示為圖2A的顯示裝置沿著切線A-A的剖面示意圖。請同時參照圖2A與圖2B,顯示裝置100包括顯示面板110以及光源模組200。光源模組200包括導光板210、光源220與膠體230。導光板210具有耦光區CR與出光區ER。顯示面板110對應設置於出光區ER上,其中顯示面板110例如是穿透式顯示面板或半穿透半反射式顯示面板,本發明並不以此為限。光源220例如是發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)晶片。此外,在本實施例中,光源220的數量例如是一個。在其他未繪示的實施例中,光源220的數量例如是多個,本發明並不以此為限。膠體230例如是光學膠體。
於接下來的段落中,會詳細地描述光源模組200內各元件的配置關係。
請再參照圖2A與圖2B,光源模組200的導光板210包括入光面212、第一面214、第二面216、多個第一微結構218以及多個第二微結構219。耦光區CR位於入光面212與出光區ER之間。第一面214例如是連接入光面212的頂側邊(平行於X軸且垂直於Y軸和Z軸)。第二面216例如是連接入光面212的底側邊(平行於X軸且垂直於Y軸和Z軸)並與第一面214相對設置。在本實施例中,第一面214與第二面216例如是導光板210內部的假想平面,且第一面214與第二面216彼此平行。這些第一微結構218設置於出光區ER且凸起於第一面214。這些第二微結構219設置於耦光區CR且凸起於第一面214與第二面216其中至少一者。在本實施例中,這些第二微結構219設置於耦光區CR且凸起於第一面214,此外,這些第一微結構218與這些第二微結構219朝向導光板210外部的表面是導光板210的出光面。在其他未繪示的實施例中,這些第二微結構219設置於耦光區CR且凸起於第二面216,或者是這些第二微結構219同時凸起於第一面214與第二面216,當這些第二微結構219凸起於第二面216時,這些第二微結構219朝向導光板210外部的表面例如是導光板210的底面。接著,這些第一微結構218的形狀不同於這些第二微結構219的形狀。光源220設置於入光面212旁。膠體230設置於光源220與入光面212之間。在本實施例中,光源220例如是透過光學膠體膠合於導光板210。
請再參照圖2B,具體而言,這些第一微結構218與這些第二微結構219凸起於第一面214,且這些第一微結構218與這些第二微結構219連接。詳言之,在本實施例中,導光板210更包括漸變區GR,耦光區CR包括第一耦光區CR1與第二耦光區CR2,出光區ER包括第一出光區ER1與第二出光區ER2,第二耦光區CR2鄰近於第二出光區ER2。具體來說,第二耦光區CR2位於第二出光區ER2與第一耦光區CR1之間;第二出光區ER2位於第一出光區ER1與第二耦光區CR2之間。漸變區GR包括第二耦光區CR2與第二出光區ER2。在第二耦光區CR2中,這些第二微結構219凸起於第一面214的最大高度由第一耦光區CR1延伸向第二出光區ER2與第二耦光區CR2連接處P的方向遞減(例如是正Y軸方向),且這些第二微結構219凸起於第一面214的最大高度例如是逐漸遞減至零(應注意的是,『高度』的意思是這些第二微結構219相對於第一面214或者是第二面216的相對高度)。
接著,在第二出光區ER2中,這些第一微結構218凸起於第一面214的最大高度由第二出光區ER2與第二耦光區CR2連接處P延伸向第一出光區ER1的方向遞增(例如是正Y軸方向)。在這些第一微結構218與這些第二微結構219的連接處中(也就是第二出光區ER2與第二耦光區CR2的連接處P),這些第一微結構218凸起於第一面214的最大高度與這些第二微結構219凸起於第一面214的最大高度實質上相等(例如是皆為零),漸變區GR的配置可以避免光束此處的漏光現象。此外,在第一出光區ER1中,這些第一微結構218凸起於第一面214的最大高度實質上相等,在第一耦光區CR1中,這些第二微結構219凸起於第一面214的最大高度實質上相等。
請再參照圖2A與圖2B,在本實施例中,光源220適於發出光束(未繪示),而光束會先在膠體230中傳遞,並直接從膠體230與入光面212接觸的部分出射於膠體230再入射至導光板210。或者是,光束會先在膠體230與環境介質(例如是空氣)之間的界面反射後,並傳遞至膠體230與入光面212接觸的部分出射於膠體230再入射至導光板210。接著,入射至導光板210的光束會先進入導光板210的耦光區CR。入射於耦光區CR的光束會因為這些第二微結構219凸起於第一面214,而改變光束在耦光區CR中全反射的角度,因此可以有效地增加光束在導光板210中全反射的比例。此外,請參照圖2C,圖2C為本實施例的光源模組200的光學模擬結果示意圖。相較於圖1B,由圖2C可看出本實施例的光源模組200能夠有效地降低側向的雜散光與漏光的現象。進一步來說,原本部分無法往出光區ER傳遞的光束會因為這些第二微結構219而改變行進的角度而能夠往出光區ER傳遞,因此,避免了光束在出光區ER漏光的問題。此外,由於這些第二微結構219的設置,也有效地降低了如同圖1B雜散光的現象,因此本實施例的光源模組200能夠進一步地提升一維區域調光的效果。
請參照圖2D,圖2D繪示為本發明另一實施例的顯示裝置100’在切線A-A的剖面示意圖。顯示裝置100’類似於圖2A與圖2B的顯示裝置100,且相同的元件以相同的標號表示,於此不再贅述。顯示裝置100’與顯示裝置100的主要差異在於:這些第一微結構218與這些第二微結構219之間具有間隙G,且間隙G隔離這些第一微結構218與這些第二微結構219。
請參照圖2E,圖2E繪示為本發明另一實施例的顯示裝置100’’在切線A-A的剖面示意圖。顯示裝置100’’類似於圖2B的顯示裝置100,且相同的元件以相同的標號表示,於此不再贅述。顯示裝置100’’與顯示裝置100的主要差異在於:在出光區ER中,這些第一微結構218凸起於第一面214的最大高度實質上相等。在耦光區CR中,這些第二微結構219凸起於第一面214的最大高度實質上相等。在這些第一微結構218與這些第二微結構219的連接處中(也就是出光區ER與耦光區CR的連接處P),這些第一微結構218凸起於第一面214的最大高度與這些第二微結構219凸起於第一面214的最大高度實質上相等。
於接下來的段落會詳細地說明這些第一微結構218與這些第二微結構219的不同實施態樣。
首先,先詳細描述這些第一微結構218的不同實施態樣。圖3A與圖3B分別繪示為圖2A的顯示裝置沿著切線B-B的剖面示意圖,其中圖3A與圖3B分別為這些第一微結構218的可能實施態樣。
請同時參照圖2A與圖3A,在本實施例中,第一微結構為第一柱狀結構218c,且第一柱狀結構218c的延伸方向實質上垂直於入光面212,也就是沿著正Y軸方向延伸。具體來說,圖3A的第一柱狀結構218c例如是長方柱狀結構218cr,長方柱狀結構218cr符合以下關係式:                            0.4 ≤W1/P1≤0.8且H1/(H1+T1)≤0.1, 其中,W1為長方柱狀結構218cr的投影寬度,P1為相鄰兩長方柱狀結構218cr的節距(Pitch),H1為長方柱狀結構218cr凸起於第一面214的高度,而T1為第一面214與第二面216的距離。值得一提的是,在符合上述關係式的情況下,顯示裝置100可以具有良好的光學品質。
接著,請同時參照圖2A與圖3B,圖3B的第一柱狀結構218c類似於圖3A繪示的第一柱狀結構218c,其主要差異在於:在圖3B中,第一柱狀結構218c例如是圓柱狀結構218cc,圓柱狀結構218cc符合以下關係式: 0.5 ≤W2/P2≤1,H2/(H2+T2)≤0.1且0.05≤P2/H2≤0.4, 其中,W2為圓柱狀結構218cc的投影寬度,P2為相鄰兩圓柱狀結構218cc的節距(Pitch),H2為圓柱狀結構218cc凸起於第一面214的最大高度,而T2為第一面214與第二面216的距離。在一實施例中,W2為0.054毫米(mm),P2為0.052毫米(mm),H2為0.02毫米(mm),T2為0.53毫米(mm)。值得一提的是,在符合上述關係式的情況下,顯示裝置100可以具有良好的光學品質。
由於如上述圖3A或圖3B的這些第一微結構218設置於出光區ER,因此可以使光源220所發出的光束在出光區ER中可以達到一維區域調光的效果。
另一方面,接著詳細描述這些第二微結構219的不同實施態樣。圖4A、圖4B、圖4D與圖4E分別繪示為圖2A的顯示裝置沿著切線C-C的不同實施例的剖面示意圖。圖4C繪示圖2A顯示裝置中的這些第二微結構219的立體示意圖。應注意的是,為了清楚說明,圖4C僅繪示出圖2A的顯示裝置中的這些第二微結構219,其他的元件則省略。圖4A至圖4E分別為這些第二微結構219的可能實施態樣。
首先,請同時參照圖2A與圖4A、4D,在本實施例中,第二微結構219為第二柱狀結構219c,第二柱狀結構219c的延伸方向實質上垂直於入光面212,也就是往正Y軸的方向延伸。具體來說,第二柱狀結構219c例如是稜鏡柱狀結構219cp,其中於圖4A的實施例中各稜鏡柱狀結構219cp彼此連接,在圖4D的實施例中,這些稜鏡柱狀結構219cp係間隔設置。前述稜鏡柱狀結構219cp符合以下關係式:0.1W3/P31,H3/(H3+T3)0.1且90°θ1160°,其中,W3為稜鏡柱狀結構219cp的投影寬度,P3為相鄰兩稜鏡柱狀結構219cp的節距(pitch),H3為稜鏡柱狀結構219cp凸起於第一面214的最大高度,T3為第一面214與第二面216的距離,且θ1為稜鏡柱狀結構的頂角。舉例而言,在一實施例中,W3為0.052mm,P3為0.052mm,頂角θ1為130°,T3為0.53mm。值得一提的是,在符合上述關係式的情況下,顯示裝置100可以有效地降低側向的雜散光與漏光的現象,能夠進一步地提升一維區域調光的效果,具有良好的光學品質。應注意的是,在圖4A與圖 4D中的實施例僅繪示出稜鏡柱狀結構219cp凸起於第一面214的情形,而在其他未繪示的實施例中,稜鏡柱狀結構219cp則是凸起於第二面216,此時H3則是稜鏡柱狀結構219cp凸起於第二面216的最大高度。
請同時參照圖2A與圖4B、4E,圖4B、4E的第二柱狀結構219c類似於圖4A、4D繪示的第二柱狀結構219c,其主要差異在於:在圖4B、4E中,第二柱狀結構219c例如是梯形柱狀結構219ct,且梯形柱狀結構219ct符合以下關係式:0.1W4/P41,H4/(H4+T4)0.1且135°θ2170°,其中,W4為梯形柱狀結構219ct的投影寬度,P4為相鄰兩梯形柱狀結構219ct的節距,H4為梯形柱狀結構219ct凸起於第一面214的最大高度,T4為第一面214與第二面216的距離,且θ2為梯形柱狀結構219ct的頂角θ2。值得一提的是,在符合上述關係式的情況下,顯示裝置100可以具有良好的光學品質。應注意的是,在圖4B與圖4E中的實施例僅繪示出梯形柱狀結構219ct凸起於第一面214的情形,而在其他未繪示的實施例中,梯形柱狀結構219ct則是凸起於第二面216,此時H4則是梯形柱狀結構219ct凸起於第二面216的最大高度。
請同時參照圖2A與圖4C,圖4C的第二柱狀結構219c類似於圖4A繪示的第二柱狀結構219c,皆為稜鏡柱狀結構219cp,其主要差異在於:稜鏡柱狀結構219cp凸起於第一面214的最大高度H3與稜鏡柱狀結構219cp的頂角θ1沿著稜鏡柱狀結 構219cp的延伸方向漸變(例如是正Y軸方向),且例如是凸起於第一面214的最大高度或頂角遞增(在其他的實施例中,例如是遞減)。此外,在其他未繪示的實施例中,稜鏡柱狀結構219cp例如是凸起於第二面216。於一實施例中,當投影寬度W3不變的狀況下,稜鏡柱狀結構219cp鄰近於入光面212的一端的凸起於第一面214的最大高度H3小於稜鏡柱狀結構219cp遠離於入光面212的另一端的凸起於第一面214的最大高度H3’。另一方面,稜鏡柱狀結構219cp鄰近於入光面212的一端的頂角θ1則大於稜鏡柱狀結構219cp遠離於入光面212的另一端的頂角θ1’。值得一提的是,圖4C所繪示的沿著延伸方向有角度變化與高度變化的稜鏡柱狀結構219cp可使以不同角度全反射的光束有不同程度的全反射角度的改變,以進一步達到降低漏光。
綜上所述,本發明的實施例可達到下列優點或功效的至少其中之一。在本發明實施例的光源模組中,膠體設置於光源與導光板之間,且在入光面與出光區之間的耦光區設置有凸起於第一面的第二微結構,此配置可以有效地增加光束在導光板中全反射的比例,更能夠有效地降低側向的雜散光與漏光的現象,能夠進一步地提升一維區域調光的效果。此外,第二微結構具有不同的形狀,且各形狀符合上述段落中所提到的關係式,可以進一步地提升顯示裝置的光學品質。由於本發明實施例的顯示裝置具有上述的光源模組,因此能夠具有良好的光學品質。
惟以上所述者,僅為本發明之較佳實施例而已,當不能 以此限定本發明實施之範圍,即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外,摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用,並非用來限制本發明之權利範圍。
100、100’、100”‧‧‧顯示裝置
110‧‧‧顯示面板
200‧‧‧光源模組
210‧‧‧導光板
212‧‧‧入光面
214‧‧‧第一面
216‧‧‧第二面
218‧‧‧第一微結構
218c‧‧‧第一柱狀結構
218cc‧‧‧圓柱狀結構
218cr‧‧‧長方柱狀結構
219‧‧‧第二微結構
219c‧‧‧第二柱狀結構
219cp‧‧‧稜鏡柱狀結構
219ct‧‧‧梯形柱狀結構
220‧‧‧光源
230‧‧‧膠體
X‧‧‧X軸
Y‧‧‧Y軸
Z‧‧‧Z軸
G‧‧‧間隙
P‧‧‧連接處
W1‧‧‧長方柱狀結構的投影寬度
P1‧‧‧相鄰兩長方柱狀結構的節距
H1‧‧‧長方柱狀結構凸起於第一面的高度
W2‧‧‧圓柱狀結構的投影寬度
P2‧‧‧相鄰兩圓柱狀結構的節距
H2‧‧‧圓柱狀結構凸起於第一面的最大高度
W3‧‧‧為稜鏡柱狀結構的投影寬度
P3‧‧‧相鄰兩稜鏡柱狀結構的節距
H3‧‧‧稜鏡柱狀結構凸起於第一面的最大高度
H3’‧‧‧稜鏡柱狀結構遠離於入光面的一端的最大高度
W4‧‧‧梯形柱狀結構的投影寬度
P4‧‧‧相鄰兩梯形柱狀結構的節距
H4‧‧‧梯形柱狀結構凸起於第一面的最大高度
T1、T2、T3、T4‧‧‧第一面與第二面的距離
θ1‧‧‧稜鏡柱狀結構的頂角
θ1’‧‧‧ 稜鏡柱狀結構遠離於入光面的頂角
θ2‧‧‧梯形柱狀結構的底角
GR‧‧‧漸變區
CR‧‧‧耦光區
CR1‧‧‧第一耦光區
CR2‧‧‧第二耦光區
ER‧‧‧出光區
ER1‧‧‧第一出光區
ER2‧‧‧第二出光區
A-A、B-B、C-C‧‧‧切線
圖1A繪示為當空氣位於光源與用於一維區域調光的導光板之間的情況下的光學模擬結果示意圖。 圖1B繪示為當光學膠位於光源與一維區域調光的導光板之間的情況下的光學模擬結果示意圖。 圖2A繪示為本發明一實施例的顯示裝置的上視示意圖。 圖2B繪示為圖2A的顯示裝置沿著切線A-A的剖面示意圖。 圖2C繪示為圖2A與圖2B的光源模組的光學模擬結果示意圖。 圖2D繪示為本發明另一實施例的顯示裝置沿著切線A-A的剖面示意圖。 圖2E繪示為本發明又一實施例的顯示裝置沿著切線A-A的剖面示意圖。 圖3A繪示為圖2A的顯示裝置沿著切線B-B的剖面示意圖。 圖3B繪示為本發明另一實施例的顯示裝置沿著切線B-B的剖面示意圖。 圖4A繪示為圖2A的顯示裝置沿著切線C-C的剖面示意圖。 圖4B繪示為本發明另一實施例的顯示裝置沿著切線C-C的剖面示意圖。 圖4C繪示為本發明又一實施例的顯示裝置中的這些第二微結構的立體示意圖。 圖4D繪示為本發明再一實施例的顯示裝置沿著切線C-C的剖面示意圖。 圖4E繪示為本發明另一實施例的顯示裝置沿著切線C-C的剖面示意圖。
100‧‧‧顯示裝置
110‧‧‧顯示面板
210‧‧‧導光板
212‧‧‧入光面
214‧‧‧第一面
216‧‧‧第二面
218‧‧‧第一微結構
219‧‧‧第二微結構
220‧‧‧光源
230‧‧‧膠體
X‧‧‧X軸
Y‧‧‧Y軸
Z‧‧‧Z軸
P‧‧‧連接處
GR‧‧‧漸變區
CR‧‧‧耦光區
CR1‧‧‧第一耦光區
CR2‧‧‧第二耦光區
ER‧‧‧出光區
ER1‧‧‧第一出光區
ER2‧‧‧第二出光區

Claims (11)

  1. 一種光源模組,包括:一導光板,具有一耦光區與一出光區,該導光板包括:一入光面,該耦光區位於該入光面與該出光區之間;一第一面,連接該入光面的頂側邊;一第二面,連接該入光面並與該第一面相對設置;多個第一微結構,設置於該出光區且凸起於該第一面;以及多個第二微結構,設置於該耦光區且凸起於該第一面,其中該些第一微結構的形狀不同於該些第二微結構的形狀;一光源,設置於該入光面旁,該光源為發光二極體;以及一膠體,設置於該光源與該入光面之間,其中該些第一微結構與該些第二微結構之間具有一間隙,且該間隙隔離該些第一微結構與該些第二微結構,其中該第一微結構為一第一柱狀結構,該第一柱狀結構的延伸方向實質上垂直於該入光面,其中該第二微結構為一第二柱狀結構,該第二柱狀結構的延伸方向實質上垂直於該入光面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組,其中該第一柱狀結構為一長方柱狀結構,該長方柱狀結構符合以下關係式:0.4W1/P10.8且H1/(H1+T1)0.1, 其中,W1為該長方柱狀結構的投影寬度,P1為相鄰兩該長方柱狀結構的節距,H1為該長方柱狀結構凸起於該第一面的高度,而T1為該第一面與該第二面的距離。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組,其中該第一柱狀結構為一圓柱狀結構,且該圓柱狀結構符合以下關係式:0.5W2/P21,H2/(H2+T2)0.1且0.05P2/H20.4,其中,W2為該圓柱狀結構的投影寬度,P2為相鄰兩該圓柱狀結構的節距,H2為該圓柱狀結構凸起於該第一面的最大高度,而T2為該第一面與該第二面的距離。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組,其中該些第二微結構係間隔設置。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組,其中該第二柱狀結構為一稜鏡柱狀結構,且該稜鏡柱狀結構符合以下關係式:0.1W3/P31,H3/(H3+T3)0.1且90°θ1160°,其中,W3為該稜鏡柱狀結構的投影寬度,P3為相鄰兩該稜鏡柱狀結構的節距,H3為該稜鏡柱狀結構凸起於該第一面的最大高度,T3為該第一面與該第二面的距離,且θ1為該稜鏡柱狀結構的一頂角。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組,其中該第二柱狀結構為一稜鏡柱狀結構,該稜鏡柱狀結構凸起於該第一面的最大高度與該稜鏡柱狀結構的一頂角由該入光面沿著各該稜鏡柱狀結構的延伸方向漸變。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組,其中該第二柱狀結構為一梯形柱狀結構,且該梯形柱狀結構符合以下關係式:0.1W4/P41,H4/(H4+T4)0.1且135°θ2170°,其中,W4為該梯形柱狀結構的投影寬度,P4為相鄰兩該梯形柱狀結構的節距,H4為該梯形柱狀結構凸起於該第一面的最大高度,T4為該第一面與該第二面的距離,且θ2為該梯形柱狀結構的一頂角。
  8. 一種光源模組,包括:一導光板,具有一耦光區與一出光區,該導光板包括:一入光面,該耦光區位於該入光面與該出光區之間;一第一面,連接該入光面的頂側邊;一第二面,連接該入光面並與該第一面相對設置;多個第一微結構,設置於該出光區且凸起於該第一面;以及多個第二微結構,設置於該耦光區且凸起於該第一面,其中該些第一微結構的形狀不同於該些第二微結構的形狀;一光源,設置於該入光面旁,該光源為發光二極體;以及一膠體,設置於該光源與該入光面之間,其中該些第一微結構與該些第二微結構連接,且在該些第一微結構與該些第二微結構的連接處中,該些第一微結構凸起於該第一面的最大高度與該些第二微結構凸起於該第一面的最大高度實質上相等,其中 該第一微結構為一第一柱狀結構,該第一柱狀結構的延伸方向實質上垂直於該入光面,其中該第二微結構為一第二柱狀結構,該第二柱狀結構的延伸方向實質上垂直於該入光面。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的光源模組,其中導光板更包括一漸變區,該耦光區包括一第一耦光區與一第二耦光區,該出光區包括一第一出光區與一第二出光區,該第二耦光區鄰近於該第二出光區,其中該漸變區包括該第二耦光區與該第二出光區,在該第二耦光區中,該些第二微結構凸起於該第一面的最大高度由該第一耦光區延伸向該第二出光區與該第二耦光區連接處的方向遞減,而在該第二出光區中,該些第一微結構凸起於該第一面的最大高度由該第二出光區與該第二耦光區連接處延伸向該第一出光區的方向遞增。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的光源模組,在該出光區中,該些第一微結構凸起於該第一面的最大高度實質上相等,在該耦光區中,該些第二微結構凸起於該第一面的最大高度實質上相等。
  11. 一種顯示裝置,包括:一顯示面板;以及一光源模組,包括:一導光板,具有一耦光區與一出光區,該顯示面板對應設置於該出光區上,該導光板包括:一入光面,該耦光區位於該入光面與該出光區之間; 一第一面,連接該入光面的頂側邊;一第二面,連接該入光面並與該第一面相對設置;多個第一微結構,設置於該出光區且凸起於該第一面;以及多個第二微結構,設置於該耦光區且凸起於該第一面,其中該些第一微結構的形狀不同於該些第二微結構的形狀;一光源,設置於該入光面旁,該光源為發光二極體;以及一膠體,設置於該光源與該入光面之間,其中該些第一微結構與該些第二微結構之間具有一間隙,且該間隙隔離該些第一微結構與該些第二微結構,其中該第一微結構為一第一柱狀結構,該第一柱狀結構的延伸方向實質上垂直於該入光面,其中該第二微結構為一第二柱狀結構,該第二柱狀結構的延伸方向實質上垂直於該入光面。
TW105100099A 2016-01-04 2016-01-04 光源模組與顯示裝置 TWI582501B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105100099A TWI582501B (zh) 2016-01-04 2016-01-04 光源模組與顯示裝置
CN201611127448.5A CN106940459B (zh) 2016-01-04 2016-12-09 光源模组与显示装置
US15/390,747 US20170192166A1 (en) 2016-01-04 2016-12-27 Light source module and display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105100099A TWI582501B (zh) 2016-01-04 2016-01-04 光源模組與顯示裝置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI582501B true TWI582501B (zh) 2017-05-11
TW201725432A TW201725432A (zh) 2017-07-16

Family

ID=59227224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105100099A TWI582501B (zh) 2016-01-04 2016-01-04 光源模組與顯示裝置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20170192166A1 (zh)
CN (1) CN106940459B (zh)
TW (1) TWI582501B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016118884A1 (de) * 2016-10-05 2018-04-05 Temicon Gmbh Lichtumlenkvorrichtung, Beleuchtungseinrichtung und Verwendung
JP6779805B2 (ja) * 2017-02-06 2020-11-04 株式会社ジャパンディスプレイ バックライト装置およびこれを備える液晶表示装置
CN111140781B (zh) * 2018-11-02 2023-02-07 光宝电子(广州)有限公司 光源模块

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200617559A (en) * 2004-09-28 2006-06-01 Mitsubishi Rayon Co Light guide for planar light source device and planar light source device
US20070177486A1 (en) * 2006-01-31 2007-08-02 Konica Minolta Opto, Inc. Light guide element, light guide unit, backlight apparatus and light source apparatus
CN201680228U (zh) * 2009-12-09 2010-12-22 金芃 Led背光源的采用带有v型槽的导光板的发光元件
JP2011103241A (ja) * 2009-11-11 2011-05-26 Dainippon Printing Co Ltd 導光板、面光源装置および表示装置
TW201400946A (zh) * 2012-05-09 2014-01-01 Sony Corp 照明裝置及顯示裝置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5390276A (en) * 1992-10-08 1995-02-14 Briteview Technologies Backlighting assembly utilizing microprisms and especially suitable for use with a liquid crystal display
US7883254B2 (en) * 2004-08-06 2011-02-08 Kuraray Co., Ltd. Light guide plate, production method therefor, and surface light source device provided with it
CN101932872B (zh) * 2008-02-01 2012-06-27 可乐丽股份有限公司 面光源元件和具备其的图像显示装置
WO2010047355A1 (ja) * 2008-10-22 2010-04-29 株式会社クラレ 面光源素子およびこれを備えた画像表示装置
US20120074450A1 (en) * 2009-08-13 2012-03-29 Taica Corporation Optical gel member, assembling method of optical device and optical device using the same
WO2013005542A1 (ja) * 2011-07-06 2013-01-10 シャープ株式会社 照明装置および表示装置
CN102410495B (zh) * 2011-12-07 2014-10-15 丹阳博昱科技有限公司 具有不同取向微结构区域的光学片及其制作方法
JP5556837B2 (ja) * 2012-03-15 2014-07-23 オムロン株式会社 面光源装置及び液晶表示装置
WO2013161678A1 (ja) * 2012-04-23 2013-10-31 シャープ株式会社 照明装置及び表示装置
CN104471306B (zh) * 2012-07-23 2017-02-22 夏普株式会社 照明装置和显示装置
FR2994889B1 (fr) * 2012-09-04 2014-11-21 Saint Gobain Vitrage eclaire avec intercalaire de feuilletage imprime
JP5532104B2 (ja) * 2012-10-18 2014-06-25 オムロン株式会社 面光源装置、液晶表示装置及びモバイル機器
JP5532109B2 (ja) * 2012-11-15 2014-06-25 オムロン株式会社 導光板及び面光源装置
JP5867386B2 (ja) * 2012-12-26 2016-02-24 オムロン株式会社 導光板及び面光源装置
JP5915556B2 (ja) * 2013-01-30 2016-05-11 オムロン株式会社 導光板
KR20160044145A (ko) * 2014-10-14 2016-04-25 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치
JP6311988B2 (ja) * 2014-10-21 2018-04-18 オムロン株式会社 導光板及び面光源装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200617559A (en) * 2004-09-28 2006-06-01 Mitsubishi Rayon Co Light guide for planar light source device and planar light source device
US20070177486A1 (en) * 2006-01-31 2007-08-02 Konica Minolta Opto, Inc. Light guide element, light guide unit, backlight apparatus and light source apparatus
JP2011103241A (ja) * 2009-11-11 2011-05-26 Dainippon Printing Co Ltd 導光板、面光源装置および表示装置
CN201680228U (zh) * 2009-12-09 2010-12-22 金芃 Led背光源的采用带有v型槽的导光板的发光元件
TW201400946A (zh) * 2012-05-09 2014-01-01 Sony Corp 照明裝置及顯示裝置

Also Published As

Publication number Publication date
US20170192166A1 (en) 2017-07-06
CN106940459A (zh) 2017-07-11
CN106940459B (zh) 2020-05-22
TW201725432A (zh) 2017-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI424206B (zh) 導光板及光源模組
TWI615659B (zh) 光源模組及其稜鏡片
TWI597548B (zh) 光源模組
US10386565B2 (en) Surface light source assembly having light guide with groove structures for out-coupling light, and backlight module having the surface light source assembly
US10571622B2 (en) Light guide plate and backlight module
TWI729317B (zh) 導光板以及背光模組
US9482809B2 (en) Planar light source
TW201007233A (en) Light guide plate and edge-lighting type backlight module
JP2009176593A (ja) 照明装置及びこれを用いた表示装置
TWM538172U (zh) 光源模組
TWI582501B (zh) 光源模組與顯示裝置
US20160187556A1 (en) Super directional light guide film and thin film type back light unit for flat panel display using the same
TWI409544B (zh) Method and Structure of Luminous Homogenization of Backlight Module
WO2018113001A1 (zh) 一种导光板及液晶模组
JP2015118906A (ja) 導光板及びバックライトユニット
TWI704316B (zh) 照明裝置、顯示裝置及攜帶用電子機器
US8858056B2 (en) Light guide plate and corresponding backlight module
TW201326978A (zh) 背光模組
TWI416179B (zh) 導光結構及應用其之背光模組
TWI406056B (zh) 背光模組結構
US10126483B2 (en) Light guide plate assembly and display apparatus
TWM566834U (zh) 導光板與光源模組
TW201500782A (zh) 導光板及使用其之背光模組
TWI386693B (zh) 導光板與背光模組
TWI480646B (zh) 背光模組

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees