TWI639868B - 光源模組及顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

一種光源模組，其包括一導光條、至少一發光元件以及一導光板。導光條包括至少一入光端以及一出光面，出光面為導光條的一側表面的至少一部分，且側表面與入光端相鄰。發光元件配置於入光端旁，且用以發出一進入入光端的光束。導光板配置於導光條旁，導光板具有一第一表面、一第二表面以及一入光面。第二表面相對於第一表面，入光面連接第一表面與第二表面且朝向出光面。導光條圍繞入光面。一種顯示裝置亦被提出。

Description

光源模組及顯示裝置
本發明是有關於一種光源模組及顯示裝置。
由於顯示技術不斷地進步，輕薄化、客製化的顯示裝置，例如是液晶顯示裝置或電泳顯示裝置等，已經是目前市場上的主流。由於顯示裝置輕薄化的設計，顯示裝置中不論背光模組、前光模組等光源模組的輕薄化設計也是主要的課題之一。一些電子裝置例如手機、平板電腦或筆記型電腦等都已經有輕薄化的矩形光源模組，這些光源模組都可以以少量的光源搭配導光板來對一顯示裝置做適當地照明。
但在這些電子產品及其他電子產品中，對於顯示裝置的需求並不只在矩形的設計上。在其他形狀例如圓形、八邊形或不規則形狀等有所需求。而現有針對矩形設計的光源模組在這些顯示裝置也就不敷使用。為了做出一個適當地光源模組，導光板及光源位置的設計也需要個別做修正及改良，導致製作的難度及成本相對增加。因此，需要一種適於各種形狀設計的光源模組。
本發明提供一種光源模組，其可提供均勻的面光源，且可降低面光源的形狀對均勻度所造成的影響。
本發明提供一種顯示裝置，其可提供良好的畫面，且可降低畫面外形對畫面品質所造成的影響。
本發明的一實施例提供一種光源模組，其包括一導光條、至少一發光元件以及一導光板。導光條包括至少一入光端以及一出光面，出光面為導光條的一側表面的至少一部分，且側表面與至少一入光端相鄰。發光元件配置於入光端旁，且用以發出一進入入光端的光束。導光板配置於導光條旁，導光板具有一第一表面、一第二表面以及一入光面。第二表面相對於第一表面，入光面連接第一表面與第二表面且朝向出光面。導光條圍繞入光面，其中光束適於自入光端進入導光條後，自出光面發出，並自入光面進入導光板，再由第一表面與第二表面的至少其中之一發出。
本發明的一實施例提供一種顯示裝置，其包括一顯示面板以及一光源模組。光源模組包括一導光條、至少一發光元件以及一導光板。導光條包括至少一入光端以及一出光面，出光面為導光條的一側表面的至少一部分，且側表面與入光端相鄰。發光元件配置於入光端旁，且用以發出一進入入光端的光束。導光板配置於顯示面板的一側，且配置於導光條旁。導光板具有一第一表面、一第二表面以及一入光面。第二表面相對於第一表面，而 入光面，連接第一表面與第二表面並朝向出光面。導光條圍繞入光面，其中光束適於自入光端進入導光條後，自出光面發出，並自入光面進入導光板，再由第一表面與第二表面的至少其中之一發出並到達顯示面板。
在本發明的一實施例中，光源模組更包括至少一光耦合元件，其連接至少一發光元件與至少一入光端。
在本發明的一實施例中，至少一發光元件為二發光元件，且至少一入光端為彼此相對的二入光端，而二發光元件分別配置於二入光端旁。
在本發明的一實施例中，出光面為導光條的側表面的一部分，且導光條更包括一反射面，其為導光條的側表面的另一部分，且出光面配置於反射面及入光面之間。
在本發明的一實施例中，導光條更包括一反射單元，配置於反射面上。
在本發明的一實施例中，導光板包括多個第一光學微結構，配置於入光面上。
在本發明的一實施例中，導光板包括多個第二光學微結構，配置於第一表面與第二表面的至少其中之一上。
在本發明的一實施例中，光源模組更包括一導光介質配置於出光面及入光面之間。
在本發明的一實施例中，導光條為一側面出光式光纖。
在本發明的一實施例中，入光面為一彎曲表面，且導光 條沿著彎曲表面彎曲。
在本發明的一實施例中，入光面呈凹陷狀，以容置至少部分導光條。
基於上述，本發明的實施例藉由光源模組中導光條圍繞導光板之入光面的設計，可以讓發光元件所發出的光轉換為圍繞導光板之線光源，進而均勻地照亮導光板的各部分。因此，本實施例之光源模組可提供均勻的面光源，且可降低面光源的形狀對均勻度所造成的影響。如此一來，本發明的實施例的顯示裝置便能夠提供良好的畫面品質，且可降低畫面外形對畫面品質所造成的影響。
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。
AA’、BB’‧‧‧切面線
100、200A、200B、200C、200D、200E、200F、200G‧‧‧光源模組
110A、110B‧‧‧發光元件
111、113、115、117、119、301、303‧‧‧光束
120‧‧‧導光條
122A、122B‧‧‧入光端
124‧‧‧出光面
125‧‧‧光學微結構
126‧‧‧反射面
128‧‧‧反射單元
130‧‧‧導光板
132‧‧‧入光面
134‧‧‧第一表面
136‧‧‧第二表面
138A、138B‧‧‧第一光學微結構
138C、138D‧‧‧第二光學微結構
140‧‧‧導光介質
150A、150B‧‧‧光耦合元件
300A、300B‧‧‧顯示裝置
310‧‧‧顯示面板
圖1是本發明第一實施例的光源模組的示意圖。
圖2是根據圖1中切面線AA’的光源模組的截面圖。
圖3A是本發明一實施例中光源模組的局部截面圖。
圖3B是本發明另一實施例中光源模組的局部截面圖。
圖3C是本發明第二實施例中局部光源模組的局部截面圖。
圖3D及圖3E是本發明其他實施例中光源模組的局部截面圖。
圖4是本發明第二實施例的光源模組的示意圖。
圖5是本發明的一實施例的顯示裝置的截面圖。
圖6是本發明的一實施例的顯示裝置的截面圖。
圖1是本發明第一實施例的光源模組的示意圖，圖2是根據圖1中切面線AA’的光源模組的截面圖。請參照圖1，在本實施例中光源模組100包括發光元件110A、導光條120及導光板130，導光條120具有入光端122A及出光面124。本實施例中發光元件110A適於發出光束111，光束111由入光端122A進入導光條120。進一步來說，在本實施例中導光條120例如是側面出光式光纖，因此光束111中會有例如是光束113及光束115，其中光束115沿著導光條120傳輸，而光束113自出光面124發出至導光板130。請參照圖1及圖2，本實施例中導光板130具有入光面132、第一表面134及相對於第一表面134的第二表面136，其中入光面132適於接收來自出光面124的光束111，例如是光束113自出光面124發出進入入光面132。請參照圖2，在本實施例中，光束113例如是在進入導光板130後，經由第二表面136反射後自第一表面134發出。本實施例中導光條120(亦即側面出光式光纖)藉由其可撓的特性，可以輕易的圍繞例如是圖1中具有不規則形狀的第一表面134及第二表面136之導光板130，因此少量的發光元件110A發出的光就可以轉換為圍繞導光板130之線光源， 進而均勻地照亮導光板130的各部份，藉以形成均勻的面光源。在本發明的其他實施例中，導光板130的第一表面134及第二表面136更可以具有例如是圓形、橢圓形、三角形、矩形、正方形、八邊形、其他多邊形、其他幾何形狀或其他不規則形狀。
在本發明的第一實施例中，發光元件110A例如是發光二極體(Light Emitting Diode,LED)，但不限於此，在其他實施例中發光元件110A更可以是有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode,OLED)等其他適於發光的元件。
圖3A是本發明一實施例中光源模組的局部截面圖。請參照圖3A，在本實施例中光源模組200A的導光條120更包含一反射面126，且出光面124配置於反射面126及入光面132之間。在本實施例中，反射面126適於將光束反射往出光面124的方向，例如是光束117打到反射面126後被反射到出光面124，穿透出光面124再到達入光面132，藉此來達到更好的出光效率。在本實施例中，導光條120例如是由光纖加工而成。更進一步來說，本實施例例如是利用酸蝕處理來在原本的光纖表面形成光學微結構125(即非平滑的微結構)，以形成出光面124，但不限於此。在其他實施例中更可以是利用蝕刻處理等其他可以讓局部導光條120的側表面適於出光的處理。
圖3B是本發明另一實施例中光源模組的局部截面圖。請參照圖3B，在本實施例中導光條120更包含一反射單元128，其配置於反射面126上，反射單元128適於反射穿透反射面126的 光束111。更進一步來說，本實施例中反射單元128適於使來自反射面126的光束119反射回導光條120再進入到導光板130，藉此來增加出光效率。在本實施例中反射單元128例如是反光膜，但不限於此。在其他實施例中，反射單元128可以是反射層、反射殼或其他適於反射並固定於導光條120一側的材質。
請參照圖3B，在本實施例中入光面132呈現凹陷狀，並適於容置部份導光條120。更進一步來說，本實施例的導光板130藉由凹陷狀的入光面132設計來增加入光面132的表面積，同時又可以讓導光條120具有更大的出光面124，藉此來增加出光效率。另一方面，本實施例藉由反射單元128及凹陷設計的入光面132可以完整包覆導光條120，讓來自導光條120側面的光可以充分的被使用。在其他實施例中，藉由上述反射單元128及凹陷設計的入光面132設計，導光條120的側面更可以全部都是出光面。
圖3C是本發明第二實施例中光源模組的局部截面圖。請參照圖3C，在本發明實施例中光源模組200C更包括導光介質140配置於出光面124和入光面132之間。本實施例中導光介質140例如是透光介質，適於讓發光元件發出的光束穿透。更進一步來說，本實施例的透光介質可以具有與導光條120及導光板130相近的折射係數或是介於上述兩者之間的折射係數，藉此來增加光束穿透導光介質140並提昇光源模組200C的出光效率。
圖3D及圖3E是本發明其他實施例中光源模組的局部截面圖。請參照圖3D，本發明的一實施例中光源模組200D類似於 第二實施例的光源模組200C，其不同之處在於光源模組200D中導光板130具有多個第一光學微結構138A配置於入光面132上，藉此來增加光束進入入光面132的效率。請參照圖3E，本發明的一實施例中光源模組200E類似於第二實施例的光源模組200C，其不同之處在於光源模組200E中導光板130具有多個第一光學微結構138B配置於入光面132上，藉此來增加光束進入入光面132的效率。更進一步來說，本發明的實施例中光源模組200D及光源模組200E藉由這些第一光學微結構的設計來減少入光面132的反射，進而提昇光束進入入光面的效率。在其他實施例中，入光面更可以藉由刻劃的方式來形成第一光學微結構。
圖4是本發明第二實施例的光源模組的示意圖，且圖3C例如是根據圖4中切面線BB’的局部截面圖。請參照圖4，本實施例中光源模組200C具有發光元件110A、發光元件110B、光耦合元件150A、光耦合元件150B、導光條120、導光介質140及導光板130，其中光耦合元件150A連接發光元件110A及入光端122A，而光耦合元件150B連接發光元件110B及入光端122B，藉以提昇發光元件進入入光端的效率。更進一步來說，上述光耦合元件150A及150B各適於耦接一發光元件及一導光條的入光端，使上述發光元件所發出的光束更有效率地進入導光條。本實施例中導光介質140配置於出光面124及入光面132之間，適於將自出光面124發出的光傳輸進入光面132。本實施例的導光條120例如是非可撓的側面出光式導光條，但不限於此。在其他實施 例中，光源模組的導光條更可以是圍繞入光面的其他可撓或非可撓導光條。本實施例的其他細部結構類似本發明的第一實施例，相同的細節請參照上述，在此不再贅述。
圖5是本發明的一實施例的顯示裝置的截面圖。請參照圖5，本實施例中顯示裝置300A包含光源模組200F及顯示面板310，其中顯示面板310例如是一反射式顯示面板。本實施例中光源模組200F的導光板130具有多個第二光學微結構138C配置於第一表面134，這些第二光學微結構138C適於將來自入光面132的光束反射到顯示面板310(亦即反射式顯示面板)。更進一步來說，本實施例的光束301自導光條120進入入光面132後，第二光學微結構138C反射光束301並自第二表面136發出到顯示面板310(亦即反射式顯示面板)。換句話說，藉由第二光學微結構138C來增加光源模組200F提供給顯示面板310(亦即反射式顯示面板)的光。本實施例中顯示面板310例如是反射式液晶面板(reflective liquid crystal panel)，但不限於此。在其他實施例中顯示面板310更可以是反射式電泳顯示面板(reflective electrophoretic display panel)或其他反射式顯示面板。更進一步來說，本實施例的顯示裝置例如是手錶的顯示裝置，但不限於此。在其他實施例中的顯示裝置更可以是用於其他消費型電子產品的顯示裝置。
圖6是本發明另一實施例的顯示裝置的截面圖。本實施例中顯示裝置300B包含光源模組200G及顯示面板310，其中顯示面板310例如是穿透式(transmission type)顯示面板。本實施 例中光源模組200G的導光板130具有多個第二光學微結構138D配置於第二表面136，這些第二光學微結構138D適於將來自入光面132的光束反射到顯示面板310(亦即穿透式顯示面板)。更進一步來說，本實施例的光束303自導光條120進入入光面132後，第二光學微結構138D反射光束303並自第一表面134發出到顯示面板310(亦即穿透式顯示面板)。換句話說，藉由第二光學微結構138D來增加光源模組200G提供給顯示面板310(亦即穿透式顯示面板)的光。
請參照圖5及圖6，本發明的實施例中上述顯示裝置的光源模組並不限於光源模組200F及光源模組200G，在其他實施例中顯示裝置更可以包括例如是上述光源模組100或光源模組200A~200E。在本發明的一實施例中，顯示面板例如是具有與導光板相同的不規則形狀，但不限於此。在其他實施例中，顯示面板更可以是具有其他形狀，而導光板的形狀也對應上述顯示面板而設計，且藉由導光條圍繞上述導光板的入光面來提供良好的光源給顯示面板。
綜上所述，本發明的實施例藉由圍繞導光板之入光面的導光條，可以讓發光元件所發出的光轉換為圍繞導光板之線光源，進而均勻地照亮導光板的各部分。因此，本實施例之光源模組可提高導光板的設計自由度，同時提供均勻的面光源，且可降低面光源的形狀對均勻度所造成的影響。同時，具有上述光源模組的顯示裝置也能夠在提昇設計自由度的同時，提供良好的畫面 品質，且可降低畫面外形對畫面品質所造成的影響。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (20)

  1. 一種光源模組，包括：一導光條，包括：二入光端，其中該二入光端彼此相對設置；以及一出光面，該出光面為該導光條的一側表面的至少一部分，且該側表面與該二入光端相鄰；二發光元件，分別配置於該二入光端旁，且用以發出分別進入該二入光端的二光束；以及一導光板，配置於該導光條旁，該導光板具有：一第一表面；一第二表面，相對於該第一表面；以及一入光面，連接該第一表面與該第二表面，且朝向該出光面，其中該導光條圍繞該入光面，其中該二光束適於分別自該二入光端進入該導光條後，自該出光面發出，並自該入光面進入該導光板，再由該第一表面與該第二表面的至少其中之一發出，其中該出光面與該入光面之間不配置任何發光元件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，更包括二光耦合元件，分別連接該二發光元件與該二入光端。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該出光面為該導光條的該側表面的一部分，且該導光條更包括一反射面，其為該導光條的該側表面的另一部分，且該出光面配置於該反射面及該入光面之間。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的光源模組，其中該導光條更包括一反射單元，配置於該反射面上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該導光板包括多個第一光學微結構，配置於該入光面上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該導光板包括多個第二光學微結構，配置於該第一表面與該第二表面的至少其中之一上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，更包括：一導光介質，配置於該出光面及該入光面之間。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該導光條為一側面出光式光纖。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該入光面為一彎曲表面，且該導光條沿著該彎曲表面彎曲。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該入光面呈凹陷狀，以容置至少部分該導光條。
  11. 一種顯示裝置，包括：一顯示面板；以及一光源模組，包括：一導光條，包括：二入光端，其中該二入光端彼此相對設置；以及一出光面，該出光面為該導光條的一側表面的至少一部分，且該側表面與該二入光端相鄰； 二發光元件，分別配置於該二入光端旁，且用以發出分別進入該二入光端的二光束；以及一導光板，配置於該顯示面板的一側，且配置於該導光條旁，該導光板具有：一第一表面；一第二表面，相對於該第一表面；以及一入光面，連接該第一表面與該第二表面，且朝向該出光面，其中該導光條圍繞該入光面，而該二光束適於分別自該二入光端進入該導光條後，自該出光面發出，並自該入光面進入該導光板，再由該第一表面與該第二表面的至少其中之一發出並到達該顯示面板，其中該出光面與該入光面之間不配置任何發光元件。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的顯示裝置，其中該光源模組更包括二光耦合元件，分別連接該二發光元件與該二入光端。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的顯示裝置，其中該出光面為該導光條的該側表面的一部分，且該導光條更包括一反射面，其為該導光條的該側表面的另一部份，且該出光面配置於該反射面及該入光面之間。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的顯示裝置，其中該導光條更包括一反射單元，配置於該反射面上。
  15. 如申請專利範圍第11項所述的顯示裝置，其中該導光板包括多個第一光學微結構，配置於該入光面上。
  16. 如申請專利範圍第11項所述的顯示裝置，其中該導光板包括多個第二光學微結構，配置於該第一表面與該第二表面的至少其中之一上。
  17. 如申請專利範圍第11項所述的顯示裝置，其中該光源模組更包括：一導光介質，配置於該出光面及該入光面之間，其中該導光介質的折射率大於1並小於該顯示面板的折射率。
  18. 如申請專利範圍第11項所述的顯示裝置，其中該導光條為一側面出光式光纖。
  19. 如申請專利範圍第11項所述的顯示裝置，其中該入光面為一彎曲表面，且該導光條沿著該彎曲表面彎曲。
  20. 如申請專利範圍第11項所述的顯示裝置，其中該入光面呈凹陷狀，以容置至少部份該導光條。
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