CN101344682B

CN101344682B - 背光模块

Info

Publication number: CN101344682B
Application number: CN2008102101213A
Authority: CN
Inventors: 林博瑛
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2008-08-21
Filing date: 2008-08-21
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2028-08-21
Also published as: CN101344682A

Abstract

一种背光模块，包括光源单元、第一光学板以及第二光学板，其中第一光学板是配置于光源单元上方，且第二光学板是配置于第一光学板上方。此外，第一光学板的第一表面形成有呈阵列排列的多个角锥型态的第一光扩散结构，且每一第一光扩散结构的一底面的其中一边是垂直于第一方向。另外，第二光学板的第二表面形成有呈阵列排列的多个角锥型态的第二光扩散结构，且每一第二光扩散结构的一底面的其中一边是垂直于第二方向，其中第一方向与第二方向之间存有一夹角，此背光模块能提供均匀性良好的面光源。

Description

背光模块

技术领域

本发明是有关于一种液晶显示装置(liquid crystal display，LCD)，且特别是有关于一种液晶显示装置的背光模块(backlight module)。

背景技术

随着平面显示技术的进步加上平面显示装置具有重量轻、体积小及省电等优点，平面显示装置已愈来愈普及。常见的平面显示装置有液晶显示装置、电浆显示装置(plasma display panel，PDP)、有机发光二极管显示装置(organiclight emitting diode display，OLED display)以及电泳显示装置(electrophoreticdisplay，EPD)等，其中又以液晶显示装置的普及率最高。

液晶显示装置包括液晶显示面板(LCD panel)与背光模块，其中背光模块是用以提供面光源至液晶显示面板。一般而言，背光模块依其入光方式可分成直下式(direct type)背光模块及侧边入光式(sidelight type)背光模块。图1是现有技术一种直下式背光模块的剖面示意图。请参照图1，现有技术的背光模块100包括光源单元110、扩散板(diffuser plate)120以及扩散膜(diffuserfilm)130，其中光源单元110包括基板112以及配置于基板112上的多个发光二极管(light emitting diode，LED)114。发光二极管114是用以提供光线115至扩散板120的入光面122，扩散板120用以将光线115转换成面光源117，而扩散膜130配置于扩散板120的出光面124上方，以将面光源117均匀化。

在现有技术中，光源单元110与扩散板120之间需有足够的空间供光线115混光，若光源单元110与扩散板120之间的距离H1过短，则容易导致面光源117出现明显的亮暗纹(line mura)。然而，由于液晶显示装置朝向薄型化的趋势发展，为了使背光模块100的厚度变薄，光源单元110与扩散板120之间的距离H1必须缩减。因此，在现有技术中，扩散板120的入光面122上设有多个扩散网点(dot pattern)126，以避免因光源单元110与扩散板120之间的距离H1缩减而导致面光源117出现明显的亮暗纹。另外，利用扩散网点的方式来解决减少混光空间以达到薄型化的功效仍有极限。

但是，在扩散板120上设置扩散网点126将使光源单元110与扩散板120的对位不易，导致背光模块100的生产效率变差。此外，若扩散板120与光源单元110的对位不准，面光源117仍容易出现明显的亮暗纹。

发明内容

本发明提供一种背光模块，以提供均匀性良好的面光源。

为达上述优点，本发明提出一种背光模块，其包括光源单元、第一光学板以及第二光学板，其中第一光学板是配置于光源单元上方，且第二光学板是配置于第一光学板上方。此外，第一光学板的第一表面形成有呈阵列排列的多个角锥型态的第一光扩散结构，且每一第一光扩散结构的一底面的其中一边是垂直于第一方向。另外，第二光学板的第二表面形成有呈阵列排列的多个角锥型态的第二光扩散结构，且每一第二光扩散结构是的一底面的其中一边是垂直于第二方向，其中第一方向与第二方向之间存有一夹角，该夹角介于10度～80度。

在本发明的一实施例中，上述的第一表面为第一光学板的一出光面，而第二表面为第二光学板的一出光面。

在本发明的一实施例中，上述的第一光学板的一入光面是与第一光学板的出光面相对，第二光学板的一入光面是与第二光学板的出光面相对，且第一光学板与第二光学板的入光面为雾面、抛光面或是设有微结构。

在本发明的一实施例中，上述的第一光扩散结构为凸出于第一表面的角椎体或是凹陷于第一表面的角锥形凹穴，而第二光扩散结构为凸出于第二表面的角椎体或是凹陷于第二表面的角锥形凹穴。

在本发明的一实施例中，上述的第一光扩散结构与第二光扩散结构的形状相同。

在本发明的一实施例中，上述的第一光扩散结构与第二光扩散结构为四角锥结构。

在本发明的一实施例中，上述的第一方向与第二方向之间的夹角为45度。

在本发明的一实施例中，上述的第一光扩散结构紧邻排列于第一表面。

在本发明的一实施例中，上述的第一光扩散结构间隔排列于第一表面。

在本发明的一实施例中，上述的第二光扩散结构紧邻排列于第二表面。

在本发明的一实施例中，上述的第二光扩散结构间隔排列于第二表面。

在本发明的一实施例中，上述的光源单元包括呈阵列排列的多个发光二极管。

在本发明的一实施例中，上述的背光模块更包括一扩散板，配置于第二光学板上方。

为达上述优点，本发明另提出一种背光模块，其包括光源单元以及光学板，其中光学板是配置于光源单元上方。光学板具有相对的一入光面与一出光面，且入光面是面向光源单元。入光面形成有呈阵列排列的多个角锥型态的第一光扩散结构，且每一第一光扩散结构的一底面的其中一边是垂直于一第一方向。出光面形成有呈阵列排列的多个角锥型态的第二光扩散结构，且每一第二光扩散结构的一底面的其中一边是垂直于一第二方向，其中第一方向与第二方向之间存有一夹角，该夹角介于10度～80度。

在本发明的一实施例中，上述的第一光扩散结构为凸出于入光面的角椎体或是凹陷于入光面的角锥形凹穴，而第二光扩散结构为凸出于出光面的角椎体或是凹陷于出光面的角锥形凹穴。

在本发明的一实施例中，上述的第一光扩散结构紧邻排列于入光面。

在本发明的一实施例中，上述的第一光扩散结构间隔排列于入光面。

在本发明的一实施例中，上述的第二光扩散结构紧邻排列于出光面。

在本发明的一实施例中，上述的第二光扩散结构间隔排列于出光面。

在本发明的一实施例中，上述的背光模块更包括一扩散板，配置于光学板的出光面上方。

本发明的一背光模块中，因第一光学板的第一光扩散结构以及第二光学板的第二光扩散结构能有效地对光源单元所提供的光线进行分光，所以能提高背光模块所提供的面光源的均匀性。此外，在本发明的另一背光模块中，因形成于光学板的入光面的第一光扩散结构以及形成于光学板的出光面的第二光扩散结构能有效地对光源单元所提供的光线进行分光，所以能提高背光模块所提供的面光源的均匀性。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1是现有技术的一种直下式背光模块的剖面示意图；

图2是本发明一实施例的一种背光模块的剖面示意图；

图3是图2中第一光学板与第二光学板的局部立体示意图；

图4是第一光扩散结构与第二光扩散结构的分光方向的示意图；

图5是本发明另一实施例的第一光学板与第二光学板的局部立体示意图；

图6是本发明另一实施例的一种背光模块的剖面示意图；

图7是本发明另一实施例的一种背光模块的剖面示意图；

图8A是图7中光学板的局部仰视图；

图8B是图7中光学板的局部俯视图；

图9是本发明另一实施例的一种背光模块的剖面示意图。

【主要组件符号说明】

100、200、200’、300、300’：背光模块

110、210、310：光源单元

112、212、312：基板

114、214、314：发光二极管

115、215、315：光线

117：面光源

120、240、330：扩散板

122、322、322’：入光面

124、324、324’：出光面

126：扩散网点

130：扩散膜

220、220’：第一光学板

222、222’：第一表面

224、、224’、326、326’：第一光扩散结构

225、235、327、329：边

226、236：入光面

227、237：斜面

230、230’：第二光学板

232、232’：第二表面

234、234’、328、328’：第二光扩散结构

320、320’：光学板

D1：第一方向

D2：第二方向

H1、H2：距离

θ：夹角

具体实施方式

图2是本发明一实施例的一种背光模块的剖面示意图，而图3是图2中第一光学板与第二光学板的局部立体示意图。请参照图2与图3，本实施例的背光模块200包括光源单元210、第一光学板220以及第二光学板230，其中第一光学板220是配置于光源单元210上方，而第二光学板230是配置于第一光学板220上方。此外，第一光学板220的一第一表面222形成有呈阵列排列的多个角锥型态的第一光扩散结构224，且每一第一光扩散结构224的底面的其中一边225是垂直于第一方向D1。另外，第二光学板230的一第二表面232形成有呈阵列排列的多个角锥型态的第二光扩散结构234，且每一第二光扩散结构234是的一底面的其中一边235是垂直于第二方向D2，其中第一方向D1与第二方向D2之间存有夹角θ。

上述的背光模块200中，第二光学板230上方可设置扩散板240，而扩散板240上方亦可设置光学膜(未绘示)。此外，光源单元210例如包括基板212以及呈阵列排列于基板212上的多个发光二极管214，其中发光二极管214是用以提供光线215至第一光学板220。另外，上述的第一表面222例如为第一光学板220的出光面，而上述的第二表面232例如为第二光学板230的出光面。第一光学板的220一入光面226是与第一光学板220的出光面(即第一表面222)相对，第二光学板230的一入光面236是与第二光学板230的出光面(即第二表面232)相对。在第一表面222与第二表面232皆为出光面的实施例中，且第一光学板220与第二光学板230的入光面226、236可为雾面、抛光面或是设有微结构(如细条纹)。

承上述，第一光扩散结构224例如为凸出于第一表面222的角椎体，而第二光扩散结构234例如为凸出于第二表面232的角椎体。第一光扩散结构224与第二光扩散结构234的形状相同，具体而言，第一光扩散结构224与第二光扩散结构234结构相同，例如皆为四角锥结构。此外，第一方向D1与第二方向D2之间的夹角θ例如是介于10度与80度之间，换言之，第一光扩散结构224与第二光扩散结构234摆设的方位(orientation)不同。在一较佳实施例中，第一方向D1与第二方向D2之间的夹角θ为45度。

图4是第一光扩散结构与第二光扩散结构的分光方向的示意图。请参照图2至图4，在本实施例中，由于入射第一光学板220的光线215会从第一光扩散结构224的每一斜面227出射，所以第一光扩散结构224可有效地使光线215分光。此外，由于入射第二光学板220的光线215会从第二光扩散结构234的每一斜面237出射，所以第二光扩散结构234可有效地使光线215分光。另外，由于第一光扩散结构224与第二光扩散结构234的摆设方位不同，所以第一光扩散结构224与第二光扩散结构234的分光方向不同，如此能进一步提升分光效果。因此，相较于现有技术，本实施例的背光模块200可提供均匀性较佳的面光源。此外，由于第一光学板220与第二光学板230能提供良好的分光效果，所以光源单元210与第一光学板220之间的距离H2能缩减，如此可降低本实施例的背光模块200的厚度。另外，本实施例的背光模块200在组装时，光源单元210、第一光学板220与第二光学板230之间不需精准的对位，所以能提升生产效率，进而本实施例的背光模块200的降低生产成本。

值得一提的是，在本实施例的背光模块200中，即使适度减少发光二极管214的数量，仍可避免背光模块200所提供的面光源出现明显的亮暗纹。此外，虽然在本实施例中第一光扩散结构224与第二光扩散结构234的形状相同，但在其它实施例中，第一光扩散结构224与第二光扩散结构234的形状可不相同。另外，如图5所示，第一光扩散结构224亦可间隔排列于第一光学板220的第一表面222，第二光扩散结构234亦可间隔排列于第二光学板230的第二表面232。

图6是本发明另一实施例的一种背光模块的剖面示意图。请参照图6，本实施例的背光模块200’与图2的背光模块200相似，其差别处在于第一光扩散结构224、224’以及第二光扩散结构234、234’。具体而言，背光模块200’的第一光学板220’的第一表面222’上的第一光扩散结构224’为凹陷于第一表面222’的角锥形凹穴。背光模块200’的第二光学板230’的第二表面232’上的第二光扩散结构234’为凹陷于第二表面232’的角锥形凹穴。

换言之，在本发明中，第一光学板上的角锥型态的第一光扩散结构可为凸出于第一表面的角椎体或是凹陷于第一表面的角锥形凹穴，而第二光学板上的角锥型态的第二光扩散结构可为凸出于第二表面的角椎体或是凹陷于第二表面的角锥形凹穴。

图7是本发明另一实施例的一种背光模块的剖面示意图，图8A是图7中光学板的局部仰视图，而图8B是图7中光学板的局部俯视图。请参照图7、图8A与图8B，本实施例的背光模块300包括光源单元310以及光学板320，其中光学板320是配置于光源单元310上方。光学板320具有相对的一入光面322与一出光面324，且入光面322是面向光源单元310。入光面322形成有呈阵列排列的多个角锥型态的第一光扩散结构326，且每一第一光扩散结构326的一底面的其中一边327是垂直于第一方向D1。出光面324形成有呈阵列排列的多个角锥型态的第二光扩散结构328，且每一第二光扩散结构328的一底面的其中一边329是垂直于第二方向D2，其中第一方向D1与第二方向D2之间存有一夹角θ。

上述的背光模块300中，光学板320上方可设置一扩散板330，而扩散板330上方亦可设置光学膜(未绘示)。此外，光源单元310例如包括基板312以及呈阵列排列于基板312上的多个发光二极管314，其中发光二极管314是用以提供光线315至光学板320。另外，第一光扩散结构326例如是与图3的第一光扩散结构224相同，而第二光扩散结构328例如是与图3的第二光扩散结构234相同。换言之，第一光扩散结构326与第二光扩散结构328的形状相同(皆为四角锥结构)。第一光扩散结构326是紧邻排列于入光面322，而第二光扩散结构328是紧邻排列于第二表面324。

承上述，第一方向D1与第二方向D2之间的夹角θ例如是介于10度与80度之间，换言之，第一光扩散结构326与第二光扩散结构328摆设的方位不同。在一较佳实施例中，第一方向D1与第二方向D2之间的夹角θ为45度。

本实施例的背光模块300的优点与图2的背光模块200的优点相似，在此不再重述。此外，在本实施例中，第一光扩散结构326与第二光扩散结构328的形状亦可不相同。第一光扩散结构326亦可间隔排列于入光面322，而第二光扩散结构328亦可间隔排列于出光面324。

图9是本发明另一实施例的一种背光模块的剖面示意图。请参照图9，本实施例的背光模块300’与图7的背光模块300相似，其差别处在于第一光扩散结构326、326’以及第二光扩散结构328、328’。具体而言，背光模块300’的光学板320’的入光面322’上的第一光扩散结构326’为凹陷于入光面322’的角锥形凹穴。背光模块200’的光学板320’的出光面324’上的第二光扩散结构328’为凹陷于出光面324’的角锥形凹穴。

换言之，在本发明中，光学板上的角锥型态的第一光扩散结构可为凸出于入光面的角椎体或是凹陷于入光面的角锥形凹穴，而光学板上的角锥型态的第二光扩散结构可为凸出于出光面的角椎体或是凹陷于出光面的角锥形凹穴。

综上所述，本发明的背光模块至少具有下列优点：

1.本发明的背光模块中，因第一光扩散结构以及第二光扩散结构能有效地对光源单元所提供的光线进行分光，所以能提高背光模块所提供的面光源的均匀性，且本发明的背光模块的厚度也可缩减。

2.本发明的背光模块在组装时不需精确的对位，所以能提高生产效率，以降低本发明的背光模块的生产成本。

3.本发明的背光模块亦可有效地减少发光二极管使用的数量。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种背光模块，其特征在于，包括：

一光源单元；

一第一光学板，配置于该光源单元上方，该第一光学板的一第一表面形成有呈阵列排列的多个角锥型态的第一光扩散结构，且每一第一光扩散结构的一底面的其中一边是垂直于一第一方向；以及

一第二光学板，配置于该第一光学板上方，该第二光学板的一第二表面形成有呈阵列排列的多个角锥型态的第二光扩散结构，且每一第二光扩散结构的一底面的其中一边是垂直于一第二方向，其中该第一方向与该第二方向之间存有一夹角，该夹角介于10度～80度。

2.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该第一表面为该第一光学板的一出光面，该第二表面为该第二光学板的一出光面。

3.如权利要求2所述的背光模块，其特征在于，该第一光学板的一入光面是与该第一光学板的该出光面相对，该第二光学板的一入光面是与该第二光学板的该出光面相对，且该第一光学板与该第二光学板的该些入光面为雾面、抛光面或是设有微结构。

4.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该些第一光扩散结构为凸出于该第一表面的角椎体或是凹陷于该第一表面的角锥形凹穴，而该些第二光扩散结构为凸出于该第二表面的角椎体或是凹陷于该第二表面的角锥形凹穴。

5.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该些第一光扩散结构与该些第二光扩散结构的形状相同。

6.如权利要求5所述的背光模块，其特征在于，该些第一光扩散结构与该些第二光扩散结构为四角锥结构。

7.如权利要求6所述的背光模块，其特征在于，该第一方向与该第二方向之间的该夹角为45度。

8.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该些第一光扩散结构紧邻排列于该第一表面。

9.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该些第一光扩散结构间隔排列于该第一表面。

10.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该些第二光扩散结构紧邻排列于该第二表面。

11.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该些第二光扩散结构间隔排列于该第二表面。

12.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该光源单元包括呈阵列排列的多个发光二极管。

13.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，更包括一扩散板，配置于该第二光学板上方。

14.一种背光模块，其特征在于，包括：

一光源单元；

一光学板，配置于该光源单元上方，该光学板具有相对的一入光面与一出光面，该入光面是面向该光源单元，该入光面形成有呈阵列排列的多个角锥型态的第一光扩散结构，且每一第一光扩散结构的一底面的其中一边是垂直于一第一方向，该出光面形成有呈阵列排列的多个角锥型态的第二光扩散结构，且每一第二光扩散结构的一底面的其中一边是垂直于一第二方向，其中该第一方向与该第二方向之间存有一夹角，该夹角介于10度～80度。

15.如权利要求14所述的背光模块，其特征在于，该些第一光扩散结构为凸出于该入光面的角椎体或是凹陷于该入光面的角锥形凹穴，而该些第二光扩散结构为凸出于该出光面的角椎体或是凹陷于该出光面的角锥形凹穴。

16.如权利要求14所述的背光模块，其特征在于，该些第一光扩散结构与该些第二光扩散结构的形状相同。

17.如权利要求16所述的背光模块，其特征在于，该些第一光扩散结构与该些第二光扩散结构为四角锥结构。

18.如权利要求17所述的背光模块，其特征在于，该第一方向与该第二方向之间的该夹角为45度。

19.如权利要求14所述的背光模块，其特征在于，该些第一光扩散结构紧邻排列于该入光面。

20.如权利要求14所述的背光模块，其特征在于，该些第一光扩散结构间隔排列于该入光面。

21.如权利要求14所述的背光模块，其特征在于，该些第二光扩散结构紧邻排列于该出光面。

22.如权利要求14所述的背光模块，其特征在于，该些第二光扩散结构间隔排列于该出光面。

23.如权利要求14所述的背光模块，其特征在于，该光源单元包括呈阵列排列的多个发光二极管。

24.如权利要求14所述的背光模块，其特征在于，更包括一扩散板，配置于该光学板的该出光面上方。