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TW201721247A - 光源模組以及顯示裝置 - Google Patents

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TW201721247A
TW201721247A TW104140683A TW104140683A TW201721247A TW 201721247 A TW201721247 A TW 201721247A TW 104140683 A TW104140683 A TW 104140683A TW 104140683 A TW104140683 A TW 104140683A TW 201721247 A TW201721247 A TW 201721247A
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劉勁谷
吳中豪
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揚昇照明股份有限公司
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Abstract

一種光源模組，包括一導光板、一光源組以及一調光元件。導光板包括一入光面。光源組配置於入光面旁。光源組適於發出一第一光線。調光元件配置於光源組與導光板之間。調光元件包括一濾光部。第一光線通過調光元件而進入入光面，且調光元件收斂第一光線的發散角角度。

Description

光源模組以及顯示裝置
本發明是有關於一種光源模組以及顯示裝置。
液晶顯示器（Liquid Crystal Display, LCD）已廣泛地應用在日常生活中的各個層面中，例如是筆記型電腦、液晶監視器、可攜式消費型影音產品、行動電話以及液晶電視機等資訊家電。由於液晶顯示器的顯示面板不會自己發光，因此提供光源的光源模組（light source module）為液晶顯示器的關鍵零組件之一。
近年來顯示器的相關研究領域中，顯示器的防窺功能逐漸受到重視。人們希望使用相關產品的同時，也可以保護個人的隱私，因此幫自己的螢幕加上防窺功能的人越來越多，且防窺的適用範圍也由筆記型電腦、液晶監視器朝向可攜式消費型影音產品，如行動電話、平板等。目前防窺設計的主流的做法是外加防窺片來遮蔽大角度光線，以避免旁人觀看。然而，它會使正視畫面的亮度變暗，並使其顯示銳利度下降。另外，使用者必須隨身攜帶防窺片，而造成使用上的不便。另有技術提出在螢幕不同的區塊上利用TN（twist nematic）液晶的螺旋性，使觀看者在不同角度下會看到不同亮度，而達成防窺效果。然而要控制液晶分子於不同顯示區域形成不同的傾角，其製程控制難度較高。另有技術提出利用VA（vertical alignment）液晶光學特性來產生造型防窺圖案應用於手機上，以干擾旁觀者觀看畫面。然而，此技術會造成手機的顯示亮度下降，且造型防窺圖案不能完全遮蔽畫面。因此，顯示器的防窺效果不佳。
“先前技術”段落只是用來幫助了解本發明內容，因此在“先前技術”段落所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。在“先前技術”段落所揭露的內容，不代表該內容或者本發明一個或多個實施例所要解決的問題，在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知曉或認知。
本發明提供一種光源模組，其出射的光發散角角度小，而可以使顯示裝置具有防窺的效果。
本發明提供一種顯示裝置，其具有防窺的效果。
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。
為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種光源模組。光源模組包括導光板、光源組以及調光元件。導光板包括入光面。光源組配置於入光面旁。光源組適於發出第一光線。調光元件配置於光源組與導光板之間。調光元件包括濾光部。第一光線通過調光元件而進入入光面，且調光元件收斂第一光線的發散角角度。
在本發明的一實施例中，上述的光源組包括第一光源與第二光源。第一光源適於發出第一光線，而第二光源適於發出第二光線。調光元件相對第一光源設置，且第二光線離開第二光源後，直接進入入光面。
在本發明的一實施例中，上述的濾光部包括至少一第一濾光元件。各第一濾光元件吸收第一光線的發散角角度大於第一角度的部分以收斂第一光線的發散角角度。
在本發明的一實施例中，上述的濾光部更包括至少一第二濾光元件。各第二濾光元件配置於光源組與導光板之間。第二濾光元件吸收光源組所發出的光線發散角角度大於第二角度的部分。第二角度小於第一角度。
在本發明的一實施例中，上述的第一濾光元件為光柵結構，且光柵結構包括多個光吸收單元沿第一方向平行且間隔排列設置。這些光吸收單元的材料為光吸收材料。第一方向與光源組的光軸方向垂直。
在本發明的一實施例中，上述的各光吸收單元於鄰近光源組處的第一方向上的寬度大於各光吸收單元於鄰近入光面處的第一方向上的寬度。
在本發明的一實施例中，上述的各光吸收單元於鄰近入光面處的第一方向上的寬度大於各光吸收單元於鄰近光源組處的第一方向上的寬度。
在本發明的一實施例中，上述的調光元件包括濾光部與一光折射部。光折射部配置於光源組與濾光部之間。
在本發明的一實施例中，上述的濾光部包括至少一第一濾光元件。第一濾光元件為光柵結構。光柵結構包括多個光吸收單元沿第一方向平行且間隔排列設置。光折射部包括至少一透鏡結構。透鏡結構包括多個微透鏡沿第一方向排列設置。且各微透鏡對應相鄰光吸收單元之間的間隙配置。這些光吸收單元的材料為光吸收材料。第一方向與光源組的光軸方向垂直。
在本發明的一實施例中，上述的至少一透鏡結構為多個透鏡結構。這些透鏡結構的一部分配置於濾光部與光源組之間，且這些透鏡結構的另一部分配置於濾光部與導光板之間。
在本發明的一實施例中，上述的各光吸收單元於面對光源組的一端在第一方向上具有第一寬度。各光吸收單元於面對導光板的一端在第一方向上具有第二寬度。第二寬度大於第一寬度。
為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種顯示裝置。顯示裝置包括顯示面板以及光源模組。光源模組用以提供光線至顯示面板。光源模組包括導光板、光源組以及調光元件。導光板包括入光面。光源組配置於入光面旁。光源組適於發出第一光線。調光元件配置於光源組與導光板之間。調光元件包括濾光部。第一光線通過調光元件而進入入光面，且調光元件收斂第一光線的發散角角度。
基於上述，本發明的實施例至少具有以下其中一個優點或功效。在本發明實施例的光源模組以及顯示裝置中，調光元件包括濾光部。光源組發出的第一光線通過調光元件而進入導光板的入光面，而調光元件收斂第一光線的發散角角度。因此，本發明實施例的光源模組可以使顯示裝置具有防窺的效果。
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，將可清楚的呈現。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。
圖1A繪示本發明一實施例之光源模組側視剖面圖。在本實施例中，光源模組100包括導光板110、光源組120以及調光元件130。導光板110包括入光面IS。光源組120配置於入光面IS旁。調光元件130配置於光源組120與導光板110之間。具體而言，導光板110更包括出光面ES、與出光面ES相對的底面BS以及與入光面IS相對的側表面SS。入光面IS位於出光面ES與底面之BS間，且入光面IS連接出光面ES與底面BS。側表面SS位於出光面ES與底面BS之間，且側表面SS連接出光面ES與底面BS。在本實施例中，導光板110例如是一反射式楔型導光板。導光板110的厚度例如是從側表面SS朝向入光面IS遞減。在其他實施例中，導光板110亦可以例如是於底面BS設置微結構的導光板，或者是其他類型的導光板，本發明不以此為限。
圖1B繪示圖1A實施例之光源模組俯視剖面圖，請先參考圖1A。在本實施例中，光源模組100更包括反射元件140a、反射元件140b、擴散片150以及稜鏡片160。光源組120以及反射元件140a設置於導光板110的相對二側，且反射元件140a包括面對導光板110的反射面RS。具體而言，反射面RS的形狀對應於導光板110的側表面SS輪廓的形狀。舉例而言，在本實施例中，導光板110的側表面SS的形狀為三角柱面，而反射面RS的形狀則對應於導光板110的側表面SS的輪廓，而具有一內凹的形狀。在本實施例中，稜鏡片160設置於導光板110的出光面ES一側，且稜鏡片160中具有稜鏡的表面面對出光面ES。另外，稜鏡片160設置於導光板110以及擴散片150之間，且反射元件140b配置於導光板110的底面BS一側。在本實施例中，反射元件140b例如是白色反射片、鏡面反射片或是其他類型的反射片，本發明並不以此為限。具體而言，光源組120包括至少一第一光源122與至少一第二光源124。第一光源122與第二光源124分別具有相互平行的光軸OA1與光軸OA2。光源模組100例如是處於由第一軸X、第二軸Y以及第三軸Z所建構的空間中，其中第二軸Y方向與第一光源122的光軸OA1方向平行，也與第二光源124的光軸OA2方向平行。第一軸X方向沿著水平方向延伸。第二軸Y方向垂直於第一軸X方向且沿著垂直方向延伸。另外，第三軸Z方向垂直於第一軸X方向也垂直於第二軸Y的方向。第一光源122與第二光源124沿著第一軸X方向交替地排列。第一光源122與第二光源124例如是發光二極體（Light-Emitting Diode, LED）。在其他實施例中，亦依據光源模組100的光學需求，而採用有機發光二極體（Organic Light Emitting Diode, OLED）或其他類型適於發光的元件，本發明並不以此為限。
在本實施例中，光源組120適於發出光線L，而光線L通過調光元件130而進入入光面IS。大部分來自入光面IS的光線L入射出光面ES與底面BS的入射角會大於臨界角（critical angle），進而以全反射（total reflection）的方式傳遞至導光板110的側表面SS。接著，光線L在反射元件140a的反射面RS上發生反射而自側表面SS返回導光板110。由於本實施例導光板110的厚度從側表面SS朝向入光面IS遞減，因此自側表面SS返回的光線L入射出光面ES或底面BS的入射角會隨著光線L被出光面ES與底面BS反射次數的增加而遞減。當光線L在出光面ES的入射角小於臨界角時會在出光面ES折射至導光板110之外。另外，由於反射元件140b配置於導光板110的底面BS一側，因此即使光線L在底面BS的入射角小於臨界角，光線L依然可藉由反射元件140b反射至出光面ES。具體而言，由於導光板結構設計，因此進入入光面IS的光線L於水平方向（在第一軸X方向上）的發散角角度會接近於光線L離開出光面ES時於水平方向的發散角角度。
在本實施例中，擴散片150以及稜鏡片160分別用以使光線L的出光均勻以及使光線L的出光亮度提升，而使得光源模組100具有良好的光學效果。具體而言，依據實際光學需求，光源模組100亦可以包括其他類型的光學膜片，來對光線L作適切的光學調整，本發明並不以此為限。
圖1C繪示圖1B實施例之光源模組於區域A的放大示意圖，而圖1D繪示圖1A實施例之光源模組的第一濾光元件吸收大角度光線的示意圖，請先參考圖1B。在本實施例中，光線L包括第一光線L1以及第二光線L2。第一光源122適於發出第一光線L1，而第二光源124適於發出第二光線L2。調光元件130包括濾光部170，而濾光部170包括至少一第一濾光元件172。具體而言，調光元件130相對第一光源122設置。由光源組120的第一光源122所發出的第一光線L1通過調光元件130的濾光部170而進入導光板110的入光面IS，且調光元件130收斂第一光線L1的發散角（divergence angle）角度。另外，第二光線L2離開第二光源124後，直接進入入光面IS。
請參考圖1C以及圖1D。在本實施例中，濾光部170的第一濾光元件172吸收第一光線L1的發散角角度θ1 大於第一角度的部分以收斂第一光線L1的發散角角度θ1 。請參考圖1D之第一濾光元件172吸收大角度光線的示意圖。在本實施例中，第一濾光元件172為光柵結構GS，而光柵結構GS包括多個光吸收單元172b沿第一方向D1平行且間隔排列設置，其中第一方向D1平行於第一軸X，且第一方向D1與光軸OA1方向垂直。這些光吸收單元172b的材料為光吸收材料，例如黑色樹脂、深色油墨等。具體而言，光柵結構GS更包括多個光穿透單元172a，且這些光穿透單元172a以及這些光吸收單元172b沿著第一方向D1交替地排列。在其他實施例中，光柵結構GS則係包括多個光反射單元與多個光穿透單元172a沿著第一方向D1交替地排列。這些光反射單元的材料為光吸收材料，例如白色樹脂、金屬材料等。本說明書中所有實施例所提到的光吸收單元皆可以替換成光反射單元，其差別僅在於對光的吸收或反射，但不論是光吸收單元或是光反射單元於本案中皆有收斂光線的發散角角度的作用，在此不再贅述。
請繼續參考圖1D，在本實施例中，由第一光源122所發出的光線L通過第一濾光元件172而進入導光板110的入光面IS。當來自第一光源122而具有發散角角度θa 的光線L行進至光柵結構GS時，光線L具有較小發散角角度(θ≦θa )的部分，即光線Lb，可以穿透這些光穿透單元172a。然而，光線L具有較大發散角角度(θa ＜θ≦θb )的部分，即光線La，行進至這些光吸收單元172b而被這些光吸收單元172b吸收。因此，光線La無法穿透第一濾光元件172。相對而言，光線Lb並未行進至這些光吸收單元172b，因此光線Lb得以穿透第一濾光元件172。在本實施例中，第一濾光元件172吸收光線L的發散角角度大於發散角角度θb 的部分以收斂光線L的發散角角度。當第一光源122所發出的光線L通過第一濾光元件172之後，其發散角角度由原本的發散角角度θa 收斂為發散角角度θb ，其中發散角角度θa 大於發散角角度θb 。在一些實施例中，可以依據實際需求調整這些光穿透單元172a以及這些光吸收單元172b的尺寸，以調整第一濾光元件172對光線的發散角角度的收斂效果，本發明並不以此為限。
請對照圖1D並參考圖1B以及圖1C。在本實施例中，第一光源122所發出的第一光線L1與第二光源124所發出的第二光線L2實質上於水平方向上具有相同的發散角角度θ1 。第一濾光元件172吸收第一光線L1的發散角角度大於第一角度的部分，以收斂第一光線L1的發散角角度。於此實施例中，定義第一角度為θ2 ，因此當第一光源122所發出之具有發散角角度θ1 的光線L1通過第一濾光元件172並且進入入光面IS之後，第一光線L1的發散角角度收斂為發散角角度θ2 ，而發散角角度θ1 大於發散角角度θ2 。相對而言，第二光源124所發出之具有發散角角度θ1 的第二光線L2直接進入入光面IS之後，第二光線L2的發散角角度為發散角角度θ3 。具體而言，發散角角度θ3 實質上等於發散角角度θ1 ，且發散角角度θ3 大於發散角角度θ2 。在本實施例中，當光線L通過調光元件130而進入導光板110的入光面IS後，光線L於水平方向（在第一軸X方向上）的發散角角度會接近於光線L離開導光板110出光面ES時於水平方向的發散角角度。因此，在本實施例中，由出光面ES離開導光板110的第一光線L1於水平方向的發散角角度會小於由出光面ES離開導光板110的第二光線L2於水平方向的發散角角度。
請繼續參考圖1B，在本實施例中，第一光源122的這些發光元件以及第二光源124的這些發光元件沿著第一方向D1交替地排列，而調光元件130相對第一光源122的這些發光元件設置。在本實施例中，光源模組100更包括處理單元180。處理單元180用以控制第一光源122的這些發光元件以及第二光源124的這些發光元件。舉例而言，光源模組100包括一般模式以及防窺模式。在光源模組100於一般模式時，處理單元180控制第二光源124的這些發光元件發光，而控制第一光源122的這些發光元件不發光。進入導光板110的第二光線L2其水平方向的發散角角度θ3 實質上等於第二光線L2自第二光源124發出時在水平方向的發散角角度θ1 。因此，光源模組100的出光於水平方向上具有適於正常使用的發散角角度。此外，在本實施例中，在光源模組100於防窺模式時，處理單元180控制第一光源122的這些發光元件發光，而控制第二光源124的這些發光元件不發光。進入導光板110的第一光線L1其水平方向的發散角角度θ2 實質上小於第一光線L1自第一光源122發出時在水平方向的發散角角度θ1 。此外，發散角角度θ2 小於發散角角度θ3 。因此，光源模組100的出光於水平方向上具有較小的發散角角度。也就是說，當使用者在觀看光源模組100應用的相關產品，例如是行動電話的顯示裝置時，顯示裝置的顯示畫面只能由與顯示裝置的顯示畫面方向上一小角度範圍內的使用者所觀看到。也就是說，在防窺模式下，使用者可以正常觀看到顯示裝置的顯示畫面。然而，當旁人位於與顯示裝置的顯示畫面方向上超過一定角度時，由於光源模組100提供的出光無以進入旁人的眼睛，因此旁人無法觀看到顯示裝置的顯示畫面，而使顯示裝置具有防窺的效果。
在本實施例中，亦可以依據實際需求，而設計光源模組100於一般模式或防窺模式時，處理單元180控制不同的第一光源122的這些發光元件以及第二光源124的這些發光元件。舉例而言，處理單元180可以於一般模式時，控制第一光源122的這些發光元件以及第二光源124的這些發光元件發光，而使得光源模組100的出光於水平方向上具有適於正常使用的發散角角度，且光源模組100於水平方向上較靠近光源模組100出光範圍的中央具有較高的亮度。另外，在一些實施例中，這些第一濾光元件172亦可以相對第一光源122的這些發光元件的至少一部分設置，或者相對第二光源124的這些發光元件的至少一部分設置，搭配處理單元180於不同模式下的控制，而達到不同的光學效果（例如是亮度控制或是亮度分佈控制）或是控制結果，本發明並不以此為限。
圖2繪示本發明另一實施例之光源模組俯視剖面圖，請參考圖2。在本實施例中，光源模組200類似於圖1A至圖1D實施例的光源模組100。光源模組200的構件以及相關敘述可參考圖1A至圖1D實施例的光源模組100，在此便不再贅述。光源模組200與光源模組100的差異在於，光源模組200的光源組220包括第一光源122、第二光源124以及第三光源126。第三光源126的光軸OA3與第一光源122的OA1相平行，也與第二光源124的OA2相平行。光源模組200的調光元件230，其濾光部270除了包括至少一第一濾光元件172外，更包括至少一第二濾光元件174。各第二濾光元件174配置於光源組220與導光板110之間。具體而言，第一光源122、第三光源126以及第二光源124的這些發光元件依序沿著第一方向D1交替地排列。第一濾光元件172相對第一光源122的這些發光元件設置，而第二濾光元件174相對第三光源126的這些發光元件設置。各第一濾光元件172吸收第一光線L1的發散角角度大於第一角度的部分，以收斂第一光線L1的發散角角度。另外，第二濾光元件174吸收光源組220的第三光源126的這些發光元件所發出的光線發散角角度大於第二角度的部分，其中第二角度小於第一角度。
具體而言，於此實施例中，定義第一角度為θ2 ，第二角度為θ4 ，因此當第一光源122所發出之具有發散角角度θ1 的光線L1通過第一濾光元件172並且進入入光面IS之後，第一光線L1的發散角角度收斂為發散角角度θ2 ，而發散角角度θ1 大於發散角角度θ2 。當第三光源126所發出之具有發散角角度θ1 的光線L3通過第二濾光元件174並且進入入光面IS之後，第三光線L3的發散角角度收斂為發散角角度θ4 ，而發散角角度θ1 大於發散角角度θ4 。此外，第二光源124所發出之具有發散角角度θ1 的第二光線L2直接進入入光面IS之後，第二光線L2的發散角角度為發散角角度θ3 ，且發散角角度θ3 實質上等於發散角角度θ1 。在本實施例中，發散角角度θ4 小於發散角角度θ2 ，而發散角角度θ2 小於發散角角度θ3 。
在本實施例中，光源模組200的處理單元280用以控制第一光源122的這些發光元件、第二光源124的這些發光元件以及第三光源126的這些發光元件。具體而言，調光元件230的第一濾光元件172收斂來自第一光源122的發光元件發出的光線的發散角角度，且調光元件230的第二濾光元件174收斂來自第三光源126的發光元件發出的光線的發散角角度。因此，採用本實施例的調光元件230的光源模組200也可以如圖1A至圖1D實施例的光源模組100，使顯示裝置具有防窺的效果。另外，由於光源模組200的第一濾光元件172與第二濾光元件174收斂發散角的程度不同，因此可以得到多種角度的防窺變化。此外，在一些實施例中，這些第一濾光元件172以及這些第二濾光元件174亦可以在第一方向上D1以其他的方式排列，搭配處理單元280於不同模式下的控制，而達到不同的光學效果（例如是亮度控制或是亮度分佈控制）或是控制結果。除此之外調光元件230的濾光部270亦可以根據實際需求而具有不同數量的這些第一濾光元件172以及這些第二濾光元件174，本發明並不以此為限。
圖3繪示本發明又一實施例之第一濾光元件吸收大角度光線的示意圖，請參考圖3。在本實施例中，第一濾光元件372類似於圖1A至圖1D實施例的第一濾光元件172。第一濾光元件372的構件以及相關敘述可參考圖1A至圖1D實施例的第一濾光元件172，在此便不再贅述。第一濾光元件372與第一濾光元件172的差異在於，第一濾光元件372為光柵結構GS，而光柵結構GS包括多個光穿透單元372a以及多個光吸收單元372b。這些光穿透單元372a以及這些光吸收單元372b沿著第一方向D1交替地排列。在本實施例中，各光吸收單元372b於鄰近第一光源322處的第一方向D1上具有寬度W1，而各光吸收單元372b於鄰近導光板110的入光面IS處的第一方向D1上具有寬度W2。具體而言，寬度W1大於寬度W2。換言之，由於光穿透單元372a以及這些光吸收單元372b沿著第一方向D1交替地排列，且各光吸收單元372b於鄰近第一光源322處的第一方向D1上的寬度W1大於鄰近導光板110的入光面IS處的第一方向D1上的寬度W2，因此光穿透單元372a則係於鄰近第一光源322處的第一方向D1上的寬度小於鄰近導光板110的入光面IS處的第一方向D1上的寬度。
在本實施例中，這些光穿透單元372a的折射率大於這些光吸收單元372b的折射率。當來自第一光源322而具有發散角角度θc 的光線L行進至光柵結構GS時，光線L具有較小發散角角度(θ≦θd )的部分，即光線Ld，通過這些光穿透單元372a。光線Ld未經過這些光吸收單元372b。另外，光線L具有較大發散角角度(θd ＜θ≦θc )的部分，即光線Lc，於這些光穿透單元372a與這些光吸收單元372b的界面上發生全反射，而使其傳遞方向改變。具體而言，光線Lc於這些光穿透單元372a與這些光吸收單元372b的界面上發生全反射後，其發散角角度變小。當光線Lc以及光線Ld通過第一濾光元件372之後，其整體的發散角角度收斂。在本實施例中，當第一光源322所發出的光線L通過第一濾光元件372之後，其發散角角度由原本的發散角角度θc 收斂為發散角角度θd ，其中發散角角度θc 大於發散角角度θd 。
圖4繪示本發明再一實施例之第一濾光元件吸收大角度光線的示意圖，請參考圖4。在本實施例中，第一濾光元件472類似於圖3實施例的第一濾光元件372。第一濾光元件472的構件以及相關敘述可參考圖3實施例的第一濾光元件372，在此便不再贅述。第一濾光元件472與第一濾光元件372的差異在於，第一濾光元件472為光柵結構GS，而光柵結構GS包括多個光穿透單元472a以及多個光吸收單元472b。這些光穿透單元472a以及這些光吸收單元472b沿著第一方向D1交替地排列。在本實施例中，各光吸收單元472b於鄰近第一光源422處的第一方向D1上具有寬度W3，而各光吸收單元472b於鄰近導光板110的入光面IS處的第一方向D1上具有寬度W4。具體而言，寬度W4大於寬度W3。換言之，由於光穿透單元472a以及這些光吸收單元472b沿著第一方向D1交替地排列，且各光吸收單元472b於鄰近導光板110的入光面IS處的第一方向D1上的寬度W4大於鄰近第一光源422處的第一方向D1上的寬度W3，因此光穿透單元472a則係於鄰近第一光源422處的第一方向D1上的寬度大於鄰近導光板110的入光面IS處的第一方向D1上的寬度。
在本實施例中，這些光穿透單元472a的折射率大於這些光吸收單元472b的折射率。當來自第一光源422而具有發散角角度θe 的光線L行進至光柵結構GS時，光線L具有較小發散角角度(θ≦θf )的部分，即光線Lf，通過這些光穿透單元472a。光線Lf未經過這些光吸收單元472b。另外，光線L具有較大發散角角度(θf ＜θ≦θe )的部分，即光線Le，於這些光穿透單元472a與這些光吸收單元472b的界面上發生多次反射後，被這些光吸收單元472b吸收，而無法通過第一濾光元件472。在本實施例中，當第一光源422所發出的光線L通過第一濾光元件472之後，其發散角角度由原本的發散角角度θe 收斂為發散角角度θf ，其中發散角角度θe 大於發散角角度θf 。
圖5繪示本發明另一實施例之調光元件收斂光線的發散角角度的示意圖，請參考圖5。在本實施例中，調光元件530類似於圖1A至圖1D實施例的調光元件130。調光元件530的構件以及相關敘述可參考圖1A至圖1D實施例的調光元件130，在此便不再贅述。調光元件530與調光元件130的差異在於，調光元件530包括濾光部570以及光折射部590。折射部590配置於第一光源522與濾光部570之間。在本實施例中，濾光部570包括至少一第一濾光元件572。第一濾光元件572為光柵結構，且光柵結構包括多個光吸收單元572b沿第一方向D1平行且間隔排列設置。具體而言，光柵結構更包括多個光穿透單元572a，且這些光穿透單元572a以及這些光吸收單元572b沿著第一方向D1交替地排列。於此實施例中，這些光穿透單元572a可以例如是這些光吸收單元572b之間的孔洞或間隙，本發明並不以此為限。另外，在本實施例中，光折射部590包括至少一透鏡結構592，且透鏡結構592包括多個微透鏡沿該第一方向D1排列設置。具體而言，光折射部590包括一透鏡結構592，配置於濾光部570與第一光源522之間。另外，光折射部590包括另一透鏡結構592，配置於濾光部570與導光板110之間。配置於濾光部570與第一光源522之間的透鏡結構592包括多個第一微透鏡592a沿第一方向D1排列設置，而配置於濾光部570與導光板110之間的透鏡結構592包括多個第二微透鏡592b沿第一方向D1排列設置。在本實施例中，各第一微透鏡592a對應相鄰光吸收單元572b之間的間隙（光穿透單元572a）配置，且各第二微透鏡592b亦對應相鄰光吸收單元572b之間的間隙（光穿透單元572a）配置。
在本實施例中，當來自第一光源522而具有發散角角度θg 的光線L行進至調光元件530時，光線L具有較小發散角角度的部分，即光線Lh，通過第一微透鏡592a折射聚光並穿過相鄰光吸收單元572b之間的間隙，然後再通過第二微透鏡592b折射出光，亦即，光線Lh未經過這些光吸收單元572b。另外，光線L具有較大發散角角度的部分，即光線Lg，於第一微透鏡592a上發生折射而進入第一微透鏡592a後，被這些光吸收單元572b阻擋。具體而言，當光線Lg以及光線Lh通過調光元件530之後，其整體的發散角角度收斂。在本實施例中，當第一光源522所發出的光線L通過調光元件530之後，其發散角角度由原本的發散角角度θg 收斂為發散角角度θh ，其中發散角角度θg 大於發散角角度θh 。
圖6繪示本發明又一實施例之調光元件收斂光線的發散角角度的示意圖，請參考圖6。在本實施例中，調光元件630類似於圖5實施例的調光元件530。調光元件630的構件以及相關敘述可參考圖5實施例的調光元件530，在此便不再贅述。調光元件630與調光元件530的差異在於，調光元件630包括濾光部670以及光折射部690。光折射部690配置於第一光源622與濾光部670之間。在本實施例中，濾光部670包括至少一第一濾光元件672。第一濾光元件672為光柵結構，且光柵結構包括多個光穿透單元672a以及多個光吸收單元672b。這些光穿透單元672a以及這些光吸收單元672b沿著第一方向D1交替地排列。具體而言，各光吸收單元672b於鄰近第一光源622處的第一方向D1上具有寬度W5，而各光吸收單元672b於鄰近導光板110的入光面IS處的第一方向D1上具有寬度W6，其中寬度W6大於寬度W5。另外，在本實施例中，光折射部690包括透鏡結構692，配置於濾光部670與第一光源622之間。透鏡結構692包括多個第一微透鏡692a沿第一方向D1排列設置。在本實施例中，各第一微透鏡692a對應一光穿透單元672a配置。
在本實施例中，當來自第一光源622而具有發散角角度θi 的光線L行進至調光元件630時，光線L具有較小發散角角度的部分，即光線Lj，依序通過第一微透鏡692a以及光穿透單元672a。光線Lj未經過這些光吸收單元672b。另外，光線L具有較大發散角角度的部分，即光線Li，於第一微透鏡692a上發生折射而進入第一微透鏡692a。接著，光線Li進入這些光穿透單元672a，並且在這些光穿透單元672a與這些光吸收單元672b的界面上發生多次反射後，被這些光吸收單元672b吸收，而無法通過第一濾光元件672。在本實施例中，當第一光源622所發出的光線L通過調光元件630之後，其發散角角度由原本的發散角角度θi 收斂為發散角角度θj ，其中發散角角度θi 大於發散角角度θj 。
圖7繪示本發明再一實施例之調光元件收斂光線的發散角角度的示意圖，請參考圖7。在本實施例中，調光元件730類似於圖6實施例的調光元件630。調光元件730的構件以及相關敘述可參考圖6實施例的調光元件630，在此便不再贅述。調光元件730與調光元件630的差異在於，調光元件730包括濾光部770以及光折射部790。光折射部790配置於第一光源722與濾光部770之間。在本實施例中，濾光部770包括至少一第一濾光元件772。第一濾光元件772為光柵結構，且光柵結構包括多個光穿透單元772a以及多個光吸收單元772b。這些光穿透單元772a以及這些光吸收單元772b沿著第一方向D1交替地排列。這些光穿透單元772a可以例如是這些光吸收單元772b之間的孔洞，本發明並不以此為限。透鏡結構792包括多個第一微透鏡792a沿第一方向D1排列設置。在本實施例中，各第一微透鏡792a對應一光穿透單元772a配置。
在本實施例中，當來自第一光源722而具有發散角角度θk 的光線L行進至調光元件730時，光線L具有較小發散角角度的部分，即光線Ll，依序通過第一微透鏡792a以及光穿透單元772a。光線Ll未經過這些光吸收單元772b。另外，光線L具有較大發散角角度的部分，即光線Lk，於第一微透鏡792a上發生折射而進入第一微透鏡792a後，被這些光吸收單元772b阻擋。具體而言，當光線Lk以及光線Ll通過調光元件730之後，其整體的發散角角度收斂。在本實施例中，當第一光源722所發出的光線L通過調光元件730之後，其發散角角度由原本的發散角角度θk 收斂為發散角角度θl ，其中發散角角度θk 大於發散角角度θl 。
圖8繪示本發明另一實施例之光源模組側視剖面圖，請參考圖8。在本實施例中，光源模組800類似於圖1A至圖1D實施例的光源模組100。光源模組800的構件以及相關敘述可參考圖1A至圖1D實施例的光源模組100，在此便不再贅述。光源模組800與光源模組100的差異在於，光源模組800的導光板810的底面BS設置多個微結構812，且導光板810的厚度一致。在本實施例中，來自入光面IS的光線L在導光板810中以全反射的方式傳遞。當光線L傳遞至這些微結構812時，光線L會在這些微結構812上發生反射而在出光面ES折射至導光板810之外。具體而言，各微結構812為凹入於導光板510底面BS的內凹結構，各微結構812具有面對入光面IS的第一表面S1以及面對側表面SS的第二表面S2，且第一表面S1以及第二表面S2為平面。由於這些微結構812第一表面S1以及第二表面S2為平面，因此這些微結構812不會使光線發生散射。在本實施例中，通過調光元件130而進入入光面IS的光線L於水平方向（在第一軸X方向上）的發散角角度會接近於光線L離開出光面ES時於水平方向的發散角角度。另外，由於調光元件130收斂來自第一光源（未繪示）的發光元件發出的第一光線（未繪示）的發散角角度，因此光源模組800可以如圖1A至圖1D實施例的光源模組100，使顯示裝置具有防窺的效果。
圖9繪示本發明一實施例之顯示裝置側視剖面圖，請參考圖9。在本實施例中，顯示裝置900包括顯示面板910以及光源模組920。光源模組920用以提供光線L至顯示面板910。具體而言，光源模組920類似於圖1A至圖1D實施例的光源模組100。光源模組920的構件以及相關敘述可參考圖1A至圖1D實施例的光源模組100，在此便不再贅述。在本實施例中，顯示面板910例如是穿透式顯示面板或是其他類型的顯示面板。另外，光源模組920至少可以採用圖1A至圖1D實施例的光源模組100、圖2實施例的光源模組200、圖8實施例的光源模組800或是其他類型的光源模組，本發明並不以此為限。在本實施例中，由於調光元件130收斂來自第一光源（未繪示）的發光元件發出的第一光線（未繪示）的發散角角度，因此光源模組920可以如圖1A至圖1D實施例的光源模組100，使顯示裝置900具有防窺的效果。
綜上所述，本發明的實施例至少具有以下其中一個優點或功效。本發明實施例的光源模組以及顯示裝置中，調光元件包括濾光部。光源組發出的第一光線通過調光元件而進入導光板的入光面，而調光元件收斂第一光線的發散角角度。因此，本發明實施例的光源模組可以使顯示裝置具有防窺的效果。
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。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。
100、200、800、920‧‧‧光源模組
110、810‧‧‧導光板
120、220‧‧‧光源組
122、322、422、522、622、722‧‧‧第一光源
124‧‧‧第二光源
126‧‧‧第三光源
130、230、530、630、730‧‧‧調光元件
140a、140b‧‧‧反射元件
150‧‧‧擴散片
160‧‧‧稜鏡片
170、270、570、670、770‧‧‧濾光部
172、372、472、572、672、772‧‧‧第一濾光元件
172a、372a、472a、572a、672a、770a‧‧‧光穿透單元
172b、372b、472b、572b、672b、772b‧‧‧光吸收單元
174‧‧‧第二濾光元件
180、280‧‧‧處理單元
590、690、790‧‧‧光折射部
592、692、792‧‧‧透鏡結構
592a、692a、792a‧‧‧第一微透鏡
592b‧‧‧第二微透鏡
812‧‧‧微結構
900‧‧‧顯示裝置
910‧‧‧顯示面板
A‧‧‧區域
BS‧‧‧底面
D1‧‧‧第一方向
ES‧‧‧出光面
GS‧‧‧光柵結構
IS‧‧‧入光面
L、La、Lb、Lc、Ld、Le、Lf、Lg、Lh、Li、Lj、Lk、Ll‧‧‧光線
L1‧‧‧第一光線
L2‧‧‧第二光線
L3‧‧‧第三光線
OA1、OA2、OA3‧‧‧光軸
RS‧‧‧反射面
S1‧‧‧第一表面
S2‧‧‧第二表面
SS‧‧‧側表面
W1、W2、W3、W4、W5、W6‧‧‧寬度
X‧‧‧第一軸
Y‧‧‧第二軸
Z‧‧‧第三軸
θ1、θ2、θ3、θ4、θa、θb、θc、θd、θe、θf、θg、θh、θi、θj、θk、θl‧‧‧發散角角度
圖1A繪示本發明一實施例之光源模組側視剖面圖。 圖1B繪示圖1A實施例之光源模組俯視剖面圖。 圖1C繪示圖1B實施例之光源模組於區域A的放大示意圖。 圖1D繪示圖1A實施例之光源模組的第一濾光元件吸收大角度光線的示意圖。 圖2繪示本發明另一實施例之光源模組俯視剖面圖。 圖3繪示本發明又一實施例之第一濾光元件吸收大角度光線的示意圖。 圖4繪示本發明再一實施例之第一濾光元件吸收大角度光線的示意圖。 圖5繪示本發明另一實施例之調光元件收斂光線的發散角角度的示意圖。 圖6繪示本發明又一實施例之調光元件收斂光線的發散角角度的示意圖。 圖7繪示本發明再一實施例之調光元件收斂光線的發散角角度的示意圖。 圖8繪示本發明另一實施例之光源模組側視剖面圖。 圖9繪示本發明一實施例之顯示裝置側視剖面圖。
100‧‧‧光源模組
110‧‧‧導光板
120‧‧‧光源組
122‧‧‧第一光源
124‧‧‧第二光源
130‧‧‧調光元件
140a‧‧‧反射元件
170‧‧‧濾光部
172‧‧‧第一濾光元件
180‧‧‧處理單元
A‧‧‧區域
D1‧‧‧第一方向
IS‧‧‧入光面
L‧‧‧光線
L1‧‧‧第一光線
L2‧‧‧第二光線
OA1、OA2‧‧‧光軸
X‧‧‧第一軸
Y‧‧‧第二軸
Z‧‧‧第三軸
θ1、θ2、θ3‧‧‧發散角角度

Claims (12)

  1. 一種光源模組，包括： 一導光板，包括一入光面； 一光源組，配置於該入光面旁，該光源組適於發出一第一光線；以及 一調光元件，配置於該光源組與該導光板之間，該調光元件包括一濾光部， 其中該第一光線通過該調光元件而進入該入光面，且該調光元件收斂該第一光線的發散角角度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該光源組包括一第一光源與一第二光源，該第一光源適於發出該第一光線，該第二光源適於發出一第二光線，該調光元件相對該第一光源設置，且該第二光線離開該第二光源後，直接進入該入光面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該濾光部包括至少一第一濾光元件，各該第一濾光元件過濾該第一光線的發散角角度大於一第一角度的部分以收斂該第一光線的發散角角度。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的光源模組，其中該濾光部更包括至少一第二濾光元件，各該第二濾光元件配置於該光源組與該導光板之間，其中該第二濾光元件過濾該光源組所發出的光線發散角角度大於一第二角度的部分，其中該第二角度小於該第一角度。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的光源模組，其中該第一濾光元件為一光柵結構，且該光柵結構包括多個光吸收單元沿一第一方向平行且間隔排列設置，該些光吸收單元的材料為光吸收材料，該第一方向與該光源組的光軸方向垂直。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的光源模組，其中各該光吸收單元於鄰近該光源組處的該第一方向上的寬度大於各該光吸收單元於鄰近該入光面處的該第一方向上的寬度。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的光源模組，其中各該光吸收單元於鄰近該入光面處的該第一方向上的寬度大於各該光吸收單元於鄰近該光源組處的該第一方向上的寬度。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該調光元件包括該濾光部與一光折射部，該光折射部配置於該光源組與該濾光部之間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的光源模組，其中該濾光部包括至少一第一濾光元件，該第一濾光元件為一光柵結構，且該光柵結構包括多個光吸收單元沿一第一方向平行且間隔排列設置，該光折射部包括至少一透鏡結構，且該透鏡結構包括多個微透鏡沿該第一方向排列設置，且各該微透鏡對應相鄰該光吸收單元之間的間隙配置，該些光吸收單元的材料為光吸收材料，該第一方向與該光源組的光軸方向垂直。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的光源模組，其中該至少一透鏡結構為多個透鏡結構，該些透鏡結構的一部分配置於該濾光部與該光源組之間，且該些透鏡結構的另一部分配置於該濾光部與該導光板之間。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的光源模組，其中各該光吸收單元於面對該光源組的一端在該第一方向上具有一第一寬度，各該光吸收單元於面對該導光板的一端在該第一方向上具有一第二寬度，其中該第二寬度大於該第一寬度。
  12. 一種顯示裝置，包括： 一顯示面板；以及 一光源模組，用以提供光線至該顯示面板，該光源模組包括： 一導光板，包括一入光面； 一光源組，配置於該入光面旁，該光源組適於發出一第一光線；以及 一調光元件，配置於該光源組與該導光板之間，該調光元件包括一濾光部， 其中該第一光線通過該調光元件而進入該入光面，且該調光元件收斂該第一光線的發散角角度。
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