TWM258297U - Display device - Google Patents

Description

M258297 捌、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係關於一種光閥顯示元件，其包括在一第一平面 上延伸的一光閥層；及一背光配置，其包括許多在一第二 平面上延伸的一層中的伸長發光結構，該第二平面係平行 於。亥第平面，该等發光結構係配置成用以沿其長度在該 光閥層的方向上發光。 【先前技術】 此類顯示元件係說明在歐洲專利第A2，12U55i號中。此 颂S.’員示元件的主要優點為，元件可獨立產生不同顏色的 光’並將不同顏色獨立地投影至光閥層的背面上。此優點 特別：在彩色顯示器中省略彩色遽光器，從而提供消耗較 少旎夏的顯示元件。-般而1:，此元件可不同地照明一光 閥層上的不同區域。 上述種類的顯示元件之—問題為，其需要相對細緻的結 構。例如’為了獲得所需效果，需要將—伸長發光結構用 於光閥層中的各子像素行。 【新型内容】 本創作之一目的係完全或部分消除上述問題。 此目的係、&用依據序言的—種顯示元件來達到，該元件 進-步包括許多具有斷面為凸起的伸長透鏡，料透鏡係 配置在於一第三平面中延伸的一層中，該第三平面係平行 :第〃第一平面亚放置在該等二平面之間，伸長透鏡在 與發光結構相同的方向上延伸，以便各透鏡將從—發光結

O:\91\9I282.DOC M258297 的光聚焦至光間層之一伸長區域上。此允許使用比 广的發先結構’因為透鏡能將光聚焦至光閥層上的一 麥長區域上，該區域可以對應於一子像素行。 j透鏡最好將來自複數個發光結構的光聚焦至光閥層上 5午多對應的區域上。此不僅可使用更粗輪的發光結構，而 且可提供改善的照明均句性及改善的顯示元件視角。 兩最好設計各發光結構來僅發射—種顏色的光。此提供無 而使用彩色濾光器的一彩色顯示器。 在-較佳具體實施例巾’各發光結構發射具有主要顏色 即紅色、綠色及藍色之一的光。此使顯示器能用作(例如) 一彩色電視。 在-替代具體實施例中，各發光結構發射具有該等顏色 即紅色、黃綠色、青綠色及藍色之—的光。此提供一較寬 色域，從而允許較佳地重製顏色。 在-較佳具體實施例中，各發光結構包括由—發光二極 體供給的-力導。此提供一簡單而可靠的結構。 在一替代具體實施例中，各發光結構包括一光導，而一 明亮光源係配置成用以供給許多發光結構。此允許使用較 少的光源。 在另一替代具體實施例中’各發光結構包括一行發光二 極體。此提供強大的發光並允許亦可沿各發光結構的長度 來改變發光。 光閥顯示元件最好為一液晶顯示元件，並且一液晶層組 成光閥層。 O:\91\91282.DOC -6- M258297 【貫施方式】 立圖1為依據本創作之—具體實施例的—顯示元件之一示 意透視圖。顯示元件能顯示彩色影像，並可用於許多應用， 例如電腦監視器或電視機。 顯示元件包括-光閥W，該層包括許多圖像元素或像素 3，例如⑽仰或1366x768像素。在—彩色顯示器中，像 素係進而劃分為子像素。子像素係配置在主要顏色即紅色 R、綠色G及藍色B行中，其順序為紅♦藍-紅'綠-藍等。 該等子像素與具有對應顏色之子像素之上方及下方像素一 起組成子像素行。 在：較佳具體實施例中，光閥層為-液晶層。因而光闊 、：兀件可以柄為液晶顯示元件。如熟習此項技術者所熟 知並亡不進一步論述’丨晶層本身包括許多層，例如極： ，慮光杰。—般而言，—光閥層1 (例如液晶層）能經由其個別 子像素來個別地調變光流。 =示元件包㈣光配置5、7。此配置產生投影至光間層i 之月面上（從使用者方面看）的光’該光閥層調變人射光以便 產生一影像。 依據本創作之一具體實施例，背光配置包括許多伸長發 光結構9’該等結構在與光閥層1平行的-平面上的—層 延伸。圖1亦顯示沿線:^的—部分斷面。應注意伸長發光結 構可以開更大距離’並且無需相互鄰接，如圖1所示。 如下文將說明，可以包括(例如)光導的伸長發光結構9係 相互平仃。該等發光結構沿其長度在光閥層1的方向上發

O:\9I\9I282.DOC M258297 光。 背光配置進一步包括許多具有凸起斷面的伸長透鏡η。 透鏡的凸起斷面用來集中入射光。該等透鏡係配置在與光 閥層平行的一平面上的一光學層7中。透鏡層7係定位在光 閥層1與伸長發光結構9的層5之間。伸長透鏡u在與發光結 構9相同的方向上延伸，以便各透鏡u將從少量發光結構9 (例如光導）發射的光，聚焦至光閥層丨之少量伸長區域上。 光學層7中的所有透鏡可以相互整合形成，例如形成為一結 構塑膠板。 ^ 最好設計各發光結構9來僅發射一種顏色的光。此光係在 光閥層1之一般方向上發射，以便此光照明放置在其間的伸 長透鏡11。 圖2顯示圖丨中的顯示元件之一較佳具體實施例的一斷 面。從圖中可以看出，各發光結構經由許多伸長透鏡丨丨來 照明許多伸長區域，該等區域對應於光閥層丨上的子像素行 13。從圖2可明顯看出，與光閥層丨中的子像素行13之間隔 相比，此允許發光結構9之間隔更為粗糙。此外，由許多發 光結構9從許多對應的角度並經由許多對應的透鏡u來照 明各子像素行13，該等透鏡用來改善照明的均勻性以及顯 示元件的視角。 圖3a解說圖i中所使用的伸長且最好為柱狀發光結構之 一較佳具體實施例。在此具體實施例中，發光結構9包括各 由一光源ίο供給的光導，例如一發光二極體（丨ight emitting diode ; LED)。進入光導的光係由光導利用全反射來轉換。 O:\9I\9I282.DOC -8 - M258297 沿光導9的長度及在面對光閥層丨的側面，光導9具有切口。、 雜貝，其允峰光導9中的光漏出。較佳地，此類切口或雜^ 的密度可根據光導9的長度加以改變(例如作為自光源的二 離之一函數），以便根據光導9的整個長度獲得一均勻的發 光。在與光源對立的端部12處，光導9可以具有一反射材 料’以便將達到光導之端部的光反射回結構中。 、 在圖3a中，各光導僅發射主要顏色即紅色（例如具有波長 610 nm)、綠色（例如具有波長535 nm)及藍色（例如具有波長 465 nm)之一者的光。此較佳，因為與必須加以濾光的白光 相比，彩色顯示裔無需彩色濾光器。採用濾光器不僅需要 額外層，而且暗示著浪費能量，因為必須移除白光能量之 較大部分來獲得一主要顏色。 圖3b解說另一具體實施例，其中使用四「主要」顏色， 即紅色（R)、「黃綠色」（綠色，G!)、「藍綠色」（青色，化， 例如具有波長505 nm)及藍色（B)，亦即與圖3a相比，添加青 色。此特徵需要光閥層之一對應修改，其中各像素係細分 為四子像素。採用四「主要」顏色，具有提供較大色域的 利益，此改善顯示元件之顏色重製。 圖4解說圖1中所用的伸長發光結構之一替代具體實施 例。在此具體實施例中，發光結構包括光導，而一明亮光 源（例如一發光二極體（圖中未顯示））係配置成用以將一預 疋顏色的光供給許多發光結構。一明亮光源意謂著一能供 給許多伸長發光結構的光源。圖中示意性指示採用叉形光 導配置可以獲得此點。當形成此類光導時，必須考慮光導 O:\91\91282.DOC -9- M258297 ::射率。太劇烈的彎曲可能會引起光以不合需要的方式 可以採用除叉形以外其他形狀的光導，例如交錯、 曲形光導。 圖5解說圖^中所用的伸長發光結構之另一替代具體實施 例蝴在此具體實施例中，各伸長發光結構包括_行發光二 桎肢14。各行的發光二極體係配置成彩條9，並且最好僅發 射:種顏色的光。可以根據所用的二極體功率決定一行中 =毛光一極體之間的間隔。此具體實施例亦提供選項來改 是心各伸長發光結構9的發光，因為可以個別地控制定義各 發光結構的發光二極體14。 概述而3，本創作係關於一種用於一光閥顯示元件例如 一液晶顯示器之背光配置。背光配置包括許多在一平面上 配置的伸長發光結構，㈣結構沿其長度在-光閥層的方 向上發光。包括許多伸長透鏡的一光學層係放置在發光結 構與光閥層之間。各此類透鏡將由許多發光結構發射的 “’、中至光閥層上的终多伸長區域上。各發光結構最好 僅1射種主要顏色的光，而且伸長透鏡將從各發光結構 發射的光集中至希望用於一對應顏色的子像素區域，以便 然需使用彩色濾光器即可提供一彩色顯示器。 雖然已結合各較佳具體實施例說明本創作，但是應瞭解 不應將本創作視為限於該等較佳具體實施例。相反，本創 作包括所附申請專利範圍之範疇内熟習此項技術者所能實 施的所有變更。例如，可任意改變所用主要顏色之順序。 此外’發光結構、透鏡及子像素行可以水平配置成列，而 O:\91\91282.DOC -10- M258297 非如圖所示垂直配置成行。 【圖式簡單說明】 參考此前說明的具體實施例，將明白本創作之該等及其 他方面。 圖1為依據本創作之一具體實施例的一顯示元件之一 一 意透視圖。 + 面 例 圖2顯示圖1中的顯示元件之一較佳 〇 圖3解說圖1中所用的伸長發光結構 具體實施例的_斷 之—較佳具體實施 圖4解說圖丨中所用的伸長發光結構之— 例。 @代具體實施 圖5解說伸長發光結構之另一替代具體實施例。 【圖式代表符號說明】 1 光閥層 3 圖像元素/像素 5 層/背光配置 7 光學層/背光配置 9 發光結構/光導 10 光源 11 透鏡 13 子像素行 14 發光二極體 B 藍色

O:\9l\91282.DOC -11 - M258297 G 綠色 Gi 綠色 G2 青色 R 紅色 O:\9l\91282.DOC -12-

Claims (1)

1. M258297 玖、申請專利範圍： 1. 一種a閥顯示元件’纟包括在—第一平面上延伸的一光 閥層（1)，以及一背光配置（5、7)，其包括許多在一第二 平面上延伸的一層（5)中的伸長發光結構（9)，該第二平 面係平行於該第一平面，該等發光結構（9)係配置成用以 沿其長度在該光閥層（1)的方向上發光，其特徵為許多具 有斷面為凸起的伸長透鏡（11)，該等透鏡係配置在於一 第二平面上延伸的一層（7)中，該第三平面係平行於該等 第一與第二平面並且係放置在該等二平面之間，該等伸 長透鏡（11)在與該等發光結構（1)相同的方向上延伸，以 便各透鏡（11)將從一發光結構（9)發射的光聚焦至該光 閥層（1)之一伸長區域上。 2. 如申請專利範圍第丨項之光閥顯示元件，其中各透鏡（ιι) 將來自複數個發光結構（9)的光聚焦至該光閥層（1)上許 多對應的區域上。 3 ·如申明專利範圍第丨或2項之光閥顯示元件，其中設計各 發光結構（9)來僅發射一種顏色的光。 4·如申請專利範圍第3項之光閥顯示元件，其中該等發光 結構（9)之各發光結構發射具有主要顏色即紅色、綠色及 監色之一的光。 5·如申請專利範圍第3項之光閥顯示元件，其中該等發光 結構（9)之各發光結構發射具有該等顏色即紅色、黃綠 色、青綠色及藍色之一的光。 6.如申請專利範圍第丨項之光閥顯示元件，其中各發光結 O:\91\91282.DOC M258297 構包括由一發光二極體（1〇)供給的一光導（9)。 7· 8. 9· 10. 士申明專範圍第2項之光閥顯示元件，其中各發光結 構包括由一發光二極體（1〇)供給的一光導（9)。 如申明專利範圍第3項之光閥顯示元件，其中各發光結 構包括由一發光二極體（1〇)供給的一光導（9)。 如申明專利範圍第4項之光閥顯示元件，其中各發光結 構包括由一發光二極體（1〇)供給的一光導（9)。 如申明專利範圍第5項之光閥顯示元件，其中各發光結 構包括由一發光二極體（1〇)供給的一光導（9)。 11. 如申請專利範圍第1項之光間 顯示元件，其中各發光結 構包括-光導⑺，並且其中—明亮光源係配置成用以供 給許多發光結構。 12 ·如申凊專利範圍第2項之光關g 一— , ^〜尤阀顯不兀件，其中各發光結 構包括一光導（9)，並且其中一 乃冗九/原係配置成用以供 給許多發光結構。 顯示元件，其中各發光結 明亮光源係配置成用以供 13.如申请專利範圍第3項之光閥 構包括一光導（9)，並且其中一 給許多發光結構。 其中各發光結 配置成用以供 14·如申請專利範圍第4項之光閥顯示元件， 構包括—光導（9)，並且其中—明亮光源係 給許多發光結構。 I5.如申請專利範圍第5項之光閥 構包括一光導(9)，並且其中—明 ’其中各發光結 給許多發光結構。 冗源、係配置成用以供 P\LIY\SPEC\91282.DOC -2- M258297 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 如申請專利範圍第1項之光閥顯示元件 構（9)包括一行發光二極體（14)。 其中各發光結 如申請專利範圍第2項之光閥顯示元件，其中各發光結 構（9)包括一行發光二極體（14)。 如申請專利範圍第3項之光闊顯示元件，其中各發光結 構（9)包括一行發光二極體（丨4)。 如申請專利範圍第4項之光閥顯示元件 構（9)包括一行發光二極體（14)。 如申請專利範圍第5項之光闊顯示元件 構（9)包括一行發光二極體（μ)。 如申請專利範圍第！項之光閥顯示元件 示元件為一液晶顯示元件，並且其中一 閥層（1)。 ’其中各發光結 ’其中各發光結 ’其中該光閥顯 液晶層組成該光

   如申請專利範圍第2項之光 — 一一、 尤閥顯不兀件，其中該光閥 不兀件為一液晶顯示元件， 閥層⑴。 工且其中-液晶層組成該 如申請專利範圍第3項之弁 一一 貝心尤閥顯不元件，其中 T7T -ΤΓ Μ ^

   不元件為一液晶顯示元件， _ 閥層（1)。 且，、中一液晶層組成· 如申請專利範圍第4項之井 貝〈九閥顯不元件，其中該光丨 不兀件為一液晶顯示元件， 閥層（1)。 亚且”中一液晶層組成1 如申請專利範圍第5 示开〜 ^顯不元件，其中該光I 並且其中一液晶層組成Ί 示元件為一液晶顯示元件 O:\91\91282.DOC -3_ M258297 閥層（1)。 26. 如申睛專利範圍第6項之光閥顯示元卡 示元件為一液晶顯示元件，並且其中一 閥層（1)。 27. 如申請專利範圍第7項之光閥顯示元卡 示元件為—液晶顯示元件，並且其中-閥層（1)。 28. 如申請專利範圍第 一 ^只〜元閥顯不元卡 示元件為-液晶顯示元件，並且 閥層C1)。 ’其中該光閥顯 液晶層組成該光 ，其中該光閥顯 液晶層組成該光 ，其中該光閥顯 液晶層組成該光 O:\91\91282.DOC